Foyer gazogène pour chaudières de chauffage central. La présente invention a pour objet un foyer gazogène pour chaudière de chauffage central. Les foyers connus de ce genre sont généralement très difficiles à conduire aux moments de grands froids et aux époques de transition (printemps et automne.).
Si le foyer et la chaudière sont calculés pour une température inférieure aux plus grands froids atteints dans une contrée, ou, en d'autres termes, si le foyer et la chaudière sont choisis plus grands qu'il ne le faudrait normalement, la conduite en est très aisée aux "pointes" de froid mais, par contre, dans les journées de température moyenne (prin temps et début d'automne), le chauffage est beaucoup trop intense et, si on ne veut pas dépasser la normale, on risque de voir le foyer s'éteindre. De toute façon, il est très difficile de maintenir une température nor male.
Inversement, si la chaudière et son foyer ont été calculés pour permettre de tenir aisément la température normale aux époques tièdes, il deviendra presqu'impossible de chauffer suffisamment lors des froids rigou reux.
Le foyer faisant l'objet de l'invention élimine cet inconvénient par le fait qu'il com prend deux parties susceptibles de fonction ner indépendamment l'une de l'autre comme gazogènes., chacune de ces parties ayant sa propre admission d'air, les deux parties étant reliées à une trémie commune d'alimen- tation automatique de combustible solide par gravité, et étant reliées à une chambre de combustion. La conduite d'une chaudière mu nie d'un tel foyer est extrêmement aisée,
à tout moment. Aux époques de grands froids, les deux parties gazogènes du foyer sont mises en marche, tandis qu'aux époques de transition, une seule de ces parties fonc tionne, l'autre étant arrêtée.
Le dessin annexé représente, à titre d'exemples, quatre formes d'exécution du foyer gazogène faisant l'objet de l'invention.
Fig. 1 est une coupe verticale transver sale, suivant I-I de la. fig. 9, d'une chau- dière de chauffage central, munie d'une pre mière forme d'exécution du foyer selon l'in vention; Fig. 2 est une coupe horizontale suivant II-II de la fig. 1; Fig. 3 est une coupe verticale suivant III-III de la fig. 1;
Fig. 4 est une coupe longitudinale d'une tuyère spéciale pour l'amenée de l'air de ga- zéification; Fig. 5 est une coupe verticale transver sale d'un avant-foyer constituant une seconde forme d'exécution du foyer selon l'invention; Fig. 6 est une coupe verticale transver sale d'une troisième forme d'exécution du foyer; Fig. 7 est une demi-coupe d'une qua trième forme d'exécution.
Les fig. 1 à 3 représentent une chaudière de chauffage central munie d'un foyer gazo gène intérieur comprenant deux parties sus ceptibles de fonctionner indépendamment l'une de l'autre comme gazogènes, chacune de ces parties étant surmontée d'une chambre de combustion. Le corps de chaudière a la forme d'un parallélipipède rectangle 1 dont le mi lieu est occupé par une trémie 2 d'alimenta tion automatique de combustible vers les deux parties du foyer.
De part et d'autre de cette trémie sont formées les deux parties du foyer avec leurs accessoires. Chaque par tie est constituée par une chambre 3 consti tuant gazogène, et est reliée à une chambre de combustion verticale 4 qui la surmonte et s'étend jusqu'au-dessus de la chaudière, pour se terminer par ùn coude 5 ramenant les gaz chauds au travers d'un système tubulaire 6 ; les gaz s'échappent par des carneaux infé rieurs 7 vers un conduit 8 commun aux deux parties du foyer.
Chaque partie du foyer, avec sa chambre de combustion, comporte des chemises d'eau, communiquant toutes entre elles, et formées par la paroi 9 de la trémie, les parois externes 10 de la chaudière, le fond 11 du foyer et le système tubulaire 6. L'eau chaude part en 12' vers un robinet d'arrêt non représenté, reliant lesdites chemises d'eau à la conduite générale de départ de l'installa- tion de chauffage central; . l'eau froide re vient en 12, au travers d'un robinet non re présenté, reliant les chemises d'eau à la con duite générale commune de retour d'eau.
On peut donc ainsi, à volonté, couper du circuit de chauffage les chemises d'eau de l'une ou l'autre des parties fonctionnant comme gazo gènes.
La trémie s'étend sur toute la profondeur de la chaudière; elle va en se rétrécissant vers le bas et son fond 13 est bombé. Elle pos sède une fente inférieure 14 pour l'alimenta tion par gravité dans chacune des deux par ties du foyer; cette fente (fig. 3) s'étend à peu près sur la moitié postérieure de la pro fondeur desdites parties du foyer, de fa çon à déverser dans ces parties fonctionnant comme gazogènes une masse de combustible 15 qui, vers la porte de décrassage (devant) prend automatiquement la pente du talus naturel.
Sa paroi inférieure se prolonge dans chaque partie du foyer par un coude 14' saillant, afin d'empêcher que l'incandescence de gazéification se propage jusqu'à la fente d'alimentation 14.
L'air destiné à la gazéification est souf flé par un ventilateur non représenté à fonctionnement intermittent; il peut être prévu un ventilateur commun aux deux par ties du foyer fonctionnant comme gazo gènes, avec registre d'obturation vers chaque partie, ou un ventilateur pour chaque par tie. Dans la forme d'exécution représentée, l'air est soufflé dans chaque partie au tra vers d'une tuyère 17 noyée dans la paroi de la trémie (ce qui assure son refroidissement).
Chaque tuyère 17 est faite d'un corps creux qui s'étend de la face postérieure à la face antérieure de la chaudière, sous la fente de chute du combustible hors de la trémie chaque tuyère alimente l'une des parties fonctionnant comme gazogènes en air de ga zéification au travers d'une longue fente très étroite 18 (2 à 8 millimètres).
En coupe transversale, la tuyère a une forme allant en se rétrécissant vers la fente, de préférence une forme en tube Venturi dont l'axe est sensiblement incliné d'environ 45 sur l'ho- rizontale. Cette inclinaison détermine dans le combustible un soufflage d'air suivant une inclinaison correspondante qui, d'une part, empêche que les scories viennent obturer la fente 18 et, d'autre part, combine son action à celle du nez saillant 14' pour empêcher que la combustion se propage vers la trémie.
L'air est soufflé (fig. 4) de -A à B, c'est-à-dire de l'arrière de la chaudière vers l'avant; pour éviter que la réaction soit trop accélérée à l'avant de la partie fonctionnant comme ga zogène, à l'endroit où la résistance au passage de l'air est moindre, donc pour assurer une gazéification uniforme, à allure uniforme, sur toute la profondeur de cette partie, un réducteur 22 est monté dans la tuyère et par tage celle-ci, sur toute sa section jusque et y compris la fente 18, en deux zones de pres sion différente:
l'une, 23, à pression moyenne, par exemple 80 mm d'eau, à l'arrière, et l'autre, 24,à basse pression (25 à 30 mm) vers l'avant de ladite partie fonctionnant comme gazogène. On pourrait évidemment prévoir plusieurs réducteurs successifs.
La longueur de la tuyère ou plus exacte ment celle de la fente très étroite 18 de sortie d'air est plus grande que celle des fentes 14 d'alimentation de combustible, de façon qu'à l'extrémité antérieure de la fente, l'épaisseur de la couche de combustible à. traverser par l'air soit notablement plus faible qu'en tout autre point, et offre une résistance très faible à ce passage.
De cette façon, quand le venti lateur est à l'arrêt, l'air atmosphérique aspiré au travers de la tuyère par le fonctionnement en dépression des deux parties du foyer, aura tendance à sortir par l'endroit de plus faible résistance; par conséquent, la presque totalité de cet air aspiré sortira à l'extrémité de la tuyère, assurant, à cet endroit, le maintien d'un point en ignition, avec dégagement d'une petite flamme veilleuse qui assure la reprise immédiate de la combustion dès que le ventilateur est remis en mouvement.
L'air nécessaire à l'entretien de cette veilleuse pénè tre dans la tuyère par un petit conduit 25 qui prolonge le corps de la tuyère vers l'avant; ce conduit est muni d'un clapet très léger 26, os- cillant en 27.
Quand le ventilateur fonc tionne, le courant d'air soufflé de A à B applique ce clapet contre l'orifice incliné du conduit 25 qui se trouve ainsi obturé; dès que le ventilateur s'arrête, le clapet revient, par son poids, dans la position verticale, ouvrant ainsi le conduit 25, ce qui permet à l'air externe de passer directement dans la tuyère.
On peut aussi, comme l'indique le dessin, prévoir une tubulure 19, partant de la tuyère, et débouchant presqu'à fleur du plan du talus, ceci dépendant essentiellement de la forme de la tuyère. Ce même tube 19, évi demment refroidi, est surtout intéressant avec les tuyères à large orifice de sortie d'air.
On peut également, avec ce tube 19, éviter la nécessité de former le talus incliné, qui, en fait, peut être considéré comme une perte dans l'utilisation de la section des deux parties du foyer: on pourrait, par exemple, prévoir une fente 14 s'étendant sur toute la profondeur de la chaudière et diriger le tube 19 de façon que son orifice de sortie débouche au voisinage de la surface supérieure, par exemple en 20 (fig. 1), de la masse de com bustible.
Les chambres de combustion qui surmon tent les deux parties du foyer sont équipées de fentes ou trous 21 étagés sur toute la hau teur de ces chambres pour l'admission de l'air de combustion, de façon à brîiler complète ment les gaz dégagés et à. créer, sur toute la, hauteur et la largeur des chambres de com bustion, un rideau de flammes.
Certaines autres formes d'exécution du foyer selon l'invention sont destinées à être montées en dehors du corps de la chaudière, comme avant-foyer. Les fig. 5 à 7 montrent trois formes d'exécution de ce genre, consti tuant des avant-foyers.
La forme d'exécution de la fig. 5 com prend un caisson 30, à circulation d'eau reliée aux chemises d'eau d'une chaudière. Ce cais son 30 porte, à sa partie supérieure, une tré mie 31 d'alimentation de combustible solide, qui déverse automatiquement ce combustible, par gravité, au centre de la partie supérieure . du caisson 30, au-dessus d'un corps creux 32 monté dans l'axe du caisson 30. Le combustible se répartit donc dans le cais son, de part et d'autre du corps creux 32, en formant deux talus naturels.
Le corps creux 32 est relié à la chemise d'eau du cais son 30, et il renferme une double tuyère 33 comportant deux fentes de soufflage diamé tralement opposées. Cette tuyère peut être équipée d'un système de veilleuse tel que celui décrit en référence à la fig. 4. Ce foyer comporte donc deux parties séparées l'une de l'autre, qui peuvent fonctionner indépendam ment et simultanément comme gazogènes. Les gaz formés s'échappent par un conduit cen tral 34, relié directement à la chaudière non représentée, l'air de combustion étant admis soit dans la ou les chambres de combustion de la chaudière, soit directement au con duit 34.
Dans la forme d'exécution de la fig. 6 destinée plus particulièrement aux combusti bles à température de fusion des cendres très élevée, il y a également un ou plusieurs con duits de gaz 34', la trémie d'alimentation débouchant sur les côtés du caisson 30'; ce dernier est équipé de deux tuyères à fente étroite 35 opposées, qui soufflent horizonta lement vers le bas. Comme les tuyères à fente étroite utilisées n'exercent leur action que sur une faible profondeur, l'action de chaque tuyère est limitée au maximum à la demi-largeur du foyer, ce qui constitue deux parties dans ce foyer, ces deux parties étant susceptibles de fonctionner indépendamment l'une de l'autre comme gazogènes.
Chaque tuyère est combinée avec un nez saillant 14', comme à la fig. 1.
Dans la forme d'exécution de la fig. 7, qui correspond à celle de la fig. 6, et est pré vue pour des combustibles à fort pourcentage de cendres, chaque partie du foyer fonction nant comme gazogène est équipée de deux tuyères superposées 36, 37,à inclinaisons dif férentes, la petite tuyère inférieure, légère ment en retrait de la tuyère supérieure, agis sant principalement pour parfaire la fusion des cendres provenant de cette tuyère supe- rieure principale.
Gas-generating fireplace for central heating boilers. The present invention relates to a gas-generating fireplace for a central heating boiler. Known outbreaks of this kind are generally very difficult to operate at times of extreme cold and at times of transition (spring and autumn.).
If the fireplace and the boiler are calculated for a temperature lower than the coldest temperatures reached in a region, or, in other words, if the fireplace and the boiler are chosen larger than is normally necessary, the pipe in is very easy at "peaks" of cold but, on the other hand, on days of average temperature (spring and early autumn), the heating is much too intense and, if we do not want to exceed normal, we risk see the fireplace go out. Either way, it is very difficult to maintain a normal temperature.
Conversely, if the boiler and its firebox have been calculated to make it possible to easily maintain the normal temperature in lukewarm periods, it will become almost impossible to heat sufficiently in severe cold.
The hearth forming the subject of the invention eliminates this drawback by the fact that it comprises two parts capable of functioning independently of one another as gas generators., Each of these parts having its own air intake. , the two parts being connected to a common solid fuel automatic feed hopper by gravity, and being connected to a combustion chamber. The operation of a boiler fitted with such a fireplace is extremely easy,
at any time. In times of extreme cold, the two gas-generating parts of the fireplace are started, while in times of transition, only one of these parts works, the other being stopped.
The appended drawing represents, by way of examples, four embodiments of the gasifier furnace forming the subject of the invention.
Fig. 1 is a vertical transverse cross section, along I-I of the. fig. 9, a central heating boiler, provided with a first embodiment of the fireplace according to the invention; Fig. 2 is a horizontal section along II-II of FIG. 1; Fig. 3 is a vertical section along III-III of FIG. 1;
Fig. 4 is a longitudinal section through a special nozzle for supplying the gasification air; Fig. 5 is a transverse vertical section of a fore-hearth constituting a second embodiment of the hearth according to the invention; Fig. 6 is a transverse vertical section of a third embodiment of the fireplace; Fig. 7 is a half-section of a fourth embodiment.
Figs. 1 to 3 represent a central heating boiler provided with an internal gas fireplace comprising two parts capable of functioning independently of one another as gas generators, each of these parts being surmounted by a combustion chamber. The boiler body has the shape of a rectangular parallelepiped 1, the midpoint of which is occupied by a hopper 2 for the automatic feeding of fuel to the two parts of the fireplace.
On either side of this hopper are formed the two parts of the fireplace with their accessories. Each part is constituted by a chamber 3 constituting a gasifier, and is connected to a vertical combustion chamber 4 which surmounts it and extends to the top of the boiler, to end with an elbow 5 returning the hot gases. through a tubular system 6; the gases escape through lower flues 7 to a conduit 8 common to the two parts of the fireplace.
Each part of the hearth, with its combustion chamber, has water jackets, all communicating with each other, and formed by the wall 9 of the hopper, the external walls 10 of the boiler, the bottom 11 of the hearth and the tubular system. 6. The hot water leaves at 12 'to a shut-off valve, not shown, connecting said water jackets to the general outlet pipe of the central heating installation; . the cold water returns to 12, through a tap not shown, connecting the water jackets to the general common water return pipe.
It is therefore possible, at will, to cut the water jackets of one or other of the parts operating as gas generators from the heating circuit.
The hopper extends over the entire depth of the boiler; it tapers downwards and its bottom 13 is rounded. It has a lower slot 14 for gravity feed in each of the two parts of the fireplace; this slot (fig. 3) extends approximately over the rear half of the depth of said parts of the hearth, so as to pour into these parts functioning as gasifiers a mass of fuel 15 which, towards the cleaning door ( front) automatically takes the slope of the natural embankment.
Its lower wall extends into each part of the hearth by a protruding elbow 14 ', in order to prevent the gasification incandescence from spreading to the feed slot 14.
The air intended for gasification is blown by a ventilator, not shown, which operates intermittently; a fan common to the two parts of the fireplace can be provided, functioning as a gas generator, with a shutter register towards each part, or a fan for each part. In the embodiment shown, air is blown into each part through a nozzle 17 embedded in the wall of the hopper (which ensures its cooling).
Each nozzle 17 is made of a hollow body which extends from the rear face to the front face of the boiler, under the fuel drop slot out of the hopper each nozzle supplies one of the parts functioning as gasifiers with air ga zeification through a long very narrow slit 18 (2 to 8 millimeters).
In cross section, the nozzle has a shape tapering towards the slot, preferably a Venturi tube shape with an axis that is substantially inclined about 45 horizontally. This inclination determines an air blowing in the fuel at a corresponding inclination which, on the one hand, prevents the slag from blocking the slot 18 and, on the other hand, combines its action with that of the protruding nose 14 'to prevent that the combustion propagates towards the hopper.
The air is blown (fig. 4) from -A to B, ie from the back of the boiler to the front; to prevent the reaction from being too accelerated at the front of the part functioning as a gas generator, at the place where the resistance to the passage of air is less, therefore to ensure a uniform gasification, at a uniform rate, over the entire depth of this part, a reducer 22 is mounted in the nozzle and by tage the latter, over its entire section up to and including the slot 18, in two zones of different pressure:
one, 23, at medium pressure, for example 80 mm of water, at the rear, and the other, 24, at low pressure (25 to 30 mm) towards the front of said part functioning as a gasifier. One could obviously provide several successive reducers.
The length of the nozzle or more exactly that of the very narrow air outlet slot 18 is greater than that of the fuel supply slots 14, so that at the front end of the slot the thickness of the fuel layer to. cross by air is notably weaker than at any other point, and offers very low resistance to this passage.
In this way, when the fan is stopped, the atmospheric air sucked through the nozzle by the operation in depression of the two parts of the fireplace, will tend to exit through the place of lower resistance; consequently, almost all of this aspirated air will exit at the end of the nozzle, ensuring, at this point, the maintenance of an ignition point, with release of a small pilot flame which ensures the immediate resumption of combustion as soon as the fan is restarted.
The air required for the maintenance of this pilot enters the nozzle through a small duct 25 which extends the body of the nozzle towards the front; this duct is provided with a very light valve 26, oscillating at 27.
When the fan operates, the current of air blown from A to B applies this valve against the inclined orifice of the duct 25 which is thus closed; as soon as the fan stops, the valve returns, by its weight, to the vertical position, thus opening the duct 25, which allows the external air to pass directly into the nozzle.
It is also possible, as the drawing indicates, to provide a pipe 19, starting from the nozzle, and emerging almost flush with the plane of the slope, this depending essentially on the shape of the nozzle. This same tube 19, obviously cooled, is especially useful with nozzles with a large air outlet orifice.
It is also possible, with this tube 19, to avoid the need to form the inclined bank, which, in fact, can be considered as a loss in the use of the section of the two parts of the hearth: one could, for example, provide a slot 14 extending over the entire depth of the boiler and directing the tube 19 so that its outlet orifice opens into the vicinity of the upper surface, for example at 20 (FIG. 1), of the mass of fuel.
The combustion chambers which surmount the two parts of the hearth are equipped with slots or holes 21 stepped over the entire height of these chambers for the admission of combustion air, so as to completely burn off the gases given off and to . create a curtain of flames over the entire height and width of the combustion chambers.
Certain other embodiments of the fireplace according to the invention are intended to be mounted outside the body of the boiler, as a front fireplace. Figs. 5 to 7 show three embodiments of this kind, constituting forerunners.
The embodiment of FIG. 5 com takes a casing 30, with water circulation connected to the water jackets of a boiler. This sound box 30 carries, at its upper part, a solid fuel feed hopper 31, which automatically discharges this fuel, by gravity, into the center of the upper part. of the box 30, above a hollow body 32 mounted in the axis of the box 30. The fuel is therefore distributed in the sound box, on either side of the hollow body 32, forming two natural slopes.
The hollow body 32 is connected to the water jacket of the sound box 30, and it contains a double nozzle 33 comprising two diametrically opposed blowing slots. This nozzle can be equipped with a pilot system such as that described with reference to FIG. 4. This fireplace therefore comprises two parts separated from one another, which can operate independently and simultaneously as gas generators. The gases formed escape through a central duct 34, connected directly to the boiler (not shown), the combustion air being admitted either into the combustion chamber or chambers of the boiler, or directly to the duct 34.
In the embodiment of FIG. 6 intended more particularly for fuels with a very high ash melting temperature, there are also one or more gas pipes 34 ', the feed hopper opening out on the sides of the box 30'; the latter is equipped with two opposing narrow slot nozzles 35 which blow horizontally downwards. As the narrow slot nozzles used exert their action only over a shallow depth, the action of each nozzle is limited to the maximum half-width of the hearth, which constitutes two parts in this hearth, these two parts being susceptible to operate independently of one another as gas generators.
Each nozzle is combined with a protruding nose 14 ', as in fig. 1.
In the embodiment of FIG. 7, which corresponds to that of FIG. 6, and is intended for fuels with a high percentage of ash, each part of the fireplace functioning as a gasifier is equipped with two superimposed nozzles 36, 37, with different inclinations, the small lower nozzle, slightly set back from the nozzle upper, acting mainly to perfect the melting of the ash from this upper main nozzle.