Procédé et appareil pour consumer la fumée des foyers et pour utiliser la chaleur ainsi produite. La présente invention a pour objet un procédé pour consumer la fumée ainsi qu'un appareil pour la mise en pratique du procédé; le procédé et l'appareil permettent non seu lement de consumer la fumée, mais aussi d'utiliser la chaleur provenant de la combus tion de la fumée.
Après de nombreuses expériences, on a trouvé qu'il est possible de consumer la fu mée par un procédé d'après lequel un tuyau ou canal, pourvu de moyens pour y projeter une flamme et pour y établir un courant de gaz comburant est utilisé pour recevoir la fumée ou les produits de combustion incom plète venant du foyer, et pour brûler cette fumée et lesdits produits (ci-dessous tous ensemble dénommés "fumée" pour plus de concision) avant leur sortie.
L'appareil pour la mise en pratique du procédé comprend un élément ou organe creux, formant un canal ayant à une extré mité une entrée pour la fumée, et ayant à l'autre extrémité une sortie pour celle-ci ; l'appareil- comprend encore des moyens pour projeter une flamme dans l'élément creux, ainsi que des moyens pour fournir du gaz comburant à, l'intérieur dudit élément.
L'élément creux qui donne passage à la fumée peut traverser l'espace d'eau d'une chaudière, ou être disposé autrement en vue de l'utilisation de la chaleur provenant de la combustion de la fumée.
Le dessin annexé représente, à titre d'exemple, mie chaudière à vapeur munie. d'un appareil suivant l'invention.
Fig. 1 est une coupe verticale d'une chau dière disposée pour la combustion de la fumée et pour l'utilisation de la chaleur pro duite par la combustion ; Fig. 2 et 3 représentent respectivement en coupe transversale et en vue en bout une variante de construction de l'appareil.
Dans la fig. 1, la chaudière est pourvue d'un élément creux en forme de tube 1, ci- dessous dénommé "tube de combustion" ; ce tube est disposé centralement et longitudina lement à l'intérieur de la chaudière; il s'étend de la boîte à fumée 2 à travers la chambre d'eau 3, et il sort de la chaudière à l'extré- mitée opposée à la boîte à fumée. L'extré mité 1-1 du tube de combustion 1, située à l'intérieur de la boîte à fumée est ouverte ; l'autre extrémité qui fait- saillie à l'extérieur de la chaudière est pourvue d'un tube de décharge lb qui peut aller à la cheminée.
Un dispositif 4, comprenant un bec de gaz 5 et une tuyère 6, et pourvu d'une ouverture 41, pour permettre d'allumer le bec, est. placé centralement devant l'extrémité du tube de combustion dans la boîte à fumée. Le bec 5 est branché sur une conduite de gaz de houille, et la tuyère 6 est branchée sur un tuyau 7 venant d'un ventilateur 8 qui débite de l'air comprimé; les dispositions sont prises de façon que l'air puisse projeter la flamme du bec à l'intérieur du tube 1. Le ventila teur peut aussi servir éventuellement pour tirage forcé.
Dans un cas comme celui que montre le dessin, où l'on utilise un tel tirage, on dispose titi tube spécial 10 au-dessous des barreaux de la grille; ce tube de tirage se prolonge jusque dans le cendrier du foyer, et il se termine par un coude 1.1 pour diriger vers le haut le gaz comburant qui alimente le tirage forcé ; ce coude est convenablement disposé de manière qu'on puisse le tourner par exemple à l'aide d'un volant à main 12 monté à l'extérieur du cendrier ; le but de cette disposition et de permettre de faire tomber des cendres qui se seraient introduites dans le coude et qui risqueraient d'obstruer le tube 10. Une valve 13 sert au réglage de l'écoulement d'air à travers ce tube.
La chaudière est chauffée par le foyer 14 qui se charge de combustible par l'ouverture 15, normalement fermée par la porte 16. La fumée monte par le chemin indiqué par les flèches, elle traverse le carneau 17, arrive dans la boîte à fumée 2 et entre par l'extré mité ouverte 1 a dans le tube de combustion 1 où elle est brûlée. Les gaz perdus s'échap pant par le tube de décharge 1b.
Comme on le voit, la fumée est brûlée par l'action combinée de l'air et du gaz ré pandus sur toute la longueur et dans toute la largeur du tube (le combustion 1, et si l'on a soin de régler convenablement l'ali- mentation d'air et de gaz, on arrive à con sumer entièrement la fumée.
En modifiant les dispositions ci-dessus décrites, on pourra effectuer la combustion de la fumée en envoyant une portion de celle- ci dans le foyer et une autre portion dans le tube de combustion spécial.
Les fig. 2 et 3 représentent un appareil spécialement établi à cet effet. Le tube de combustion 20 est disposé de la manière ci- dessus décrite, sauf que les positions de la sortie et du dispositif d'alimentation de gaz et d'air sont renversées ; ce dispositif 21 est ici placé à l'extrémité du tube 20 qui fait saillie à l'extérieur de la chaudière, tandis que la sortie 201, du tube se trouve du côté de la boîte à fumée 23. Dans ce cas, on a encore ménagé un tube 22 allant de la boîte à fumée 23 au tube à tirage forcé 10; ledit tube 22 sert pour conduire la fumée de la boîte 23 jusqu'au coude 11 qui la dirige en haut, au-dessous du foyer.
On a en outre ménagé un tube 24 dont l'entrée 25 est si tuée directement au-dessus du point où le tube à tirage forcé donne dans le cendrier ; le tube 24 monte et communique à sa, sortie 26 avec le tube de combustion 20, près de l'extré mité de celui-ci pourvue du dispositif d'alimen tation de gaz et d'air 21, dont la construction est semblable à celle montrée dans la fig. 1. Le tube 24 est pourvu d'une valve de ré glage 27. Grâce à ces dispositions, une por tion de la fumée ensemble avec de l'air ve nant du ventilateur est envoyée en haut à travers le feu, et l'autre portion passe par le tube 24 dans le tube de combustion 20, la proportion entre les deux portions de fumée étant réglée par la valve 27.
La combustion de la fumée dans le tube 20 se faisant comme il a été décrit précédemment.
Il est évident qu'avec ces deux construc tions, le cendrier et les divers passages pour la fumée et l'air doivent être hermétiques et les proportions entre les différentes parties de l'appareil doivent être calculées de façon que la flamme agisse sur toute la fumée qui traverse l'élément creux, et cela assez long- temps pour que la combustion de cette fumée soit assurée.
Puisque le tube de combustion traverse l'espace d'eau de la chaudière, la chaleur pro. duite par la combustion de la fumée est rendue utile pour le chauffage de l'eau, et le rendement de la chaudière est augmenté.
Dans les appareils décrits à titre d'exemple, on utilise du gaz de houille pour produire la flamme, mais il est entendu que l'on pourra employer à cet effet d'autres moyens, comme par exemple des huiles lourdes, plus parti culièrement dans les cas où ces huiles sont utilisées comme combustible dans le foyer ; on pourra aussi employer l'arc électrique comme celui qui sert dans les fours électri ques métallurgiques.
Bien que l'on utilise préférablement de l'air, comme étant le gaz le mieux approprié pour soutenir la combustion, on pourra utiliser tout autre gaz convenable.
A method and apparatus for consuming smoke from fireplaces and for utilizing the heat thus produced. The present invention relates to a method for consuming smoke as well as an apparatus for carrying out the method; the method and apparatus not only burn the smoke, but also utilize the heat from the combustion of the smoke.
After many experiments, it has been found that it is possible to consume the flue by a process whereby a pipe or channel, provided with means for projecting a flame therein and for establishing a stream of oxidizing gas therein is used to. to receive the smoke or incomplete combustion products coming from the fireplace, and to burn this smoke and said products (hereinafter all together referred to as "smoke" for the sake of brevity) before they exit.
The apparatus for carrying out the method comprises a hollow member or member, forming a channel having at one end an inlet for the smoke, and having at the other end an outlet for the latter; the apparatus further comprises means for projecting a flame into the hollow element, as well as means for supplying oxidizing gas to the interior of said element.
The hollow element which gives passage to the smoke may pass through the water space of a boiler, or be otherwise arranged for the use of the heat from the combustion of the smoke.
The accompanying drawing shows, by way of example, a fitted steam boiler. of an apparatus according to the invention.
Fig. 1 is a vertical section of a boiler arranged for the combustion of the smoke and for the use of the heat produced by the combustion; Fig. 2 and 3 show, respectively, in cross section and in end view an alternative construction of the apparatus.
In fig. 1, the boiler is provided with a hollow tube-shaped element 1, hereinafter referred to as "combustion tube"; this tube is arranged centrally and longitudinally inside the boiler; it extends from the smoke box 2 through the water chamber 3, and it exits the boiler at the end opposite to the smoke box. The end 1-1 of the combustion tube 1, located inside the smoke box is open; the other end which protrudes outside the boiler is provided with a discharge tube lb which can go to the chimney.
A device 4, comprising a gas nozzle 5 and a nozzle 6, and provided with an opening 41, to allow the nozzle to be lit, is. placed centrally in front of the end of the combustion tube in the smoke box. The nozzle 5 is connected to a coal gas pipe, and the nozzle 6 is connected to a pipe 7 coming from a fan 8 which delivers compressed air; arrangements are made so that the air can project the flame from the nozzle inside the tube 1. The ventilator can also be used for forced draft.
In a case such as that shown in the drawing, where such a draft is used, a special tube 10 is placed below the bars of the grid; this draft tube extends into the ashtray of the fireplace, and it ends with an elbow 1.1 to direct upwards the oxidizing gas which supplies the forced draft; this elbow is suitably arranged so that it can be turned for example using a handwheel 12 mounted outside the ashtray; The purpose of this arrangement is to make it possible to drop ash which would have entered the elbow and which would risk obstructing the tube 10. A valve 13 is used to regulate the flow of air through this tube.
The boiler is heated by the fireplace 14 which is loaded with fuel through the opening 15, normally closed by the door 16. The smoke rises by the path indicated by the arrows, it crosses the flue 17, arrives in the smoke box 2 and enters through the open end 1a into the combustion tube 1 where it is burnt. The waste gases escape through the discharge tube 1b.
As can be seen, the smoke is burnt by the combined action of air and gas spread over the entire length and across the entire width of the tube (combustion 1, and if care is taken to properly adjust the By supplying air and gas, the smoke is entirely con sumed.
By modifying the arrangements described above, it will be possible to carry out the combustion of the smoke by sending a portion thereof into the hearth and another portion into the special combustion tube.
Figs. 2 and 3 represent an apparatus specially established for this purpose. The combustion tube 20 is arranged in the manner described above, except that the positions of the outlet and of the gas and air supply device are reversed; this device 21 is here placed at the end of the tube 20 which protrudes outside the boiler, while the outlet 201 of the tube is located on the side of the smoke box 23. In this case, we still have provided a tube 22 going from the smoke box 23 to the forced draft tube 10; said tube 22 serves to conduct the smoke from box 23 to the elbow 11 which directs it upwards, below the hearth.
In addition, a tube 24 has been provided, the inlet 25 of which is if terminated directly above the point where the forced-draft tube opens into the ashtray; the tube 24 rises and communicates at its outlet 26 with the combustion tube 20, near the end thereof provided with the gas and air supply device 21, the construction of which is similar to that shown in fig. 1. The tube 24 is provided with a control valve 27. By virtue of these arrangements, one portion of the smoke together with the air coming from the fan is sent up through the fire, and the other portion passes through tube 24 into combustion tube 20, the proportion between the two portions of smoke being regulated by valve 27.
The combustion of the smoke in the tube 20 taking place as described above.
It is obvious that with these two constructions, the ashtray and the various passages for the smoke and the air must be hermetic and the proportions between the different parts of the apparatus must be calculated so that the flame acts on the whole. smoke which passes through the hollow element, and this long enough for the combustion of this smoke to be assured.
Since the combustion tube passes through the water space of the boiler, the heat pro. The result of the combustion of smoke is made useful for heating water, and the efficiency of the boiler is increased.
In the devices described by way of example, coal gas is used to produce the flame, but it is understood that other means can be used for this purpose, such as for example heavy oils, more particularly in when these oils are used as fuel in the fireplace; the electric arc can also be used such as that used in metallurgical electric furnaces.
Although air is preferably used, as the most suitable gas to support combustion, any other suitable gas may be used.