Brûleur à charbon. La. présente invention a pour objet un brûleur à charbon suivant la revendication du brevet principal, c'est-à-dire notamment ap plicable à la combustion de charbons de très petit calibre. du genre dans lequel un com bustible se déverse d'une trémie sur un plan incliné sous lequel se trouve un espace creux dans lequel débouche un conduit d'air sous pression.
Un tel brûleur est plus spécialement applicable aux foyers et avant-foyers qui doi vent fonctionner fréquemment à allure forcée dégageant une grande température mais qui, à d'autres moments, fonctionnent d'une ma nière ralentie, comme c'est le cas par exemple pour les foyers et avant-foyers utilisés pour le chauffage domestique, les chaudières de chauffage central, etc.
II est connu que la plupart des foyers à vent soufflé fonctionnent à certains moments comme gazogènes en produisant des gaz com bustibles ou incomplètement brûlés qui ne brûlent pas dans le foyer mais sont évacués par la cheminée. Ces gaz non brûlés sont surtout produits lorsque la combustion est ranimée après que le brûleur a fonctionné au ralenti pendant un temps plus ou moins long.
Spécialement dans les foyers à vent souf flé. ce phénomène se produit avec intensité lorsque le ventilateur qui alimente le brûleur en air primaire est remis en marche après avoir été arrêté pendant un certain temps pour permettre au brûleur de fonctionner d'une manière ralentie par tirage naturel par exemple.
Lorsque la combustion est ranimée, le feu qui couvait à la partie inférieure du combus tible s'étend de plus en plus dans la masse de celui-ci et le combustible qui se trouve au-dessus du feu distille les gaz qui remplis sent l'espace libre du foyer et s'évacuent. par la cheminée.
Après un certain temps, le feu atteint la surface du combustible et les gaz distillés et non complètement brûlés, en contact avec le charbon qui devient incandescent à la surface du combustible, prennent feu en produisant une déflagration qui peut avoir parfois de graves conséquences.
On a déjà tenté de remédier à cet incon vénient. C'est ainsi notamment qu'on a préco nisé de donner à la couche de combustible dans le foyer une faible épaisseur, de telle sorte que, même lorsque le ventilateur est arrêté, un certain appel d'air ait lieu par tirage naturel, appel d'air suffisant à main tenir en incandescence au moins une partie de la surface du combustible. Ce moyen présente l'inconvénient de nécessiter, pour produire une puissance calorifique déterminée, une très grande surface de foyer. Ces foyers sont donc, par conséquent, encombrants et coûteux.
De plus, le fait que l'on donne au com bustible une faible épaisseur ne permet pas au brûleur une longue marche sans décras sage, l'épaisseur des mâchefers produits deve nant rapidement telle que la couche de com bustible frais devient insuffisante.
On a préconisé également de disposer, sur le tuyau d'amenée de l'air soufflé, un clapet automatique s'ouvrant à l'arrêt du ventila teur et se fermant à. sa remise en marche, ce clapet faisant communiquer le conduit d'ame née d'air soufflé avec l'extérieur.
L'établissement d'un clapet de ce genre a pour but de permettre au brûleur d'être ali menté en air, lors de l'arrêt du ventilateur. Ce moyen est également peu efficace, étant donné que l'air peut toujours passer à travers le ventilateur. Ce dernier étant, en général, disposé à proximité du brûleur, la diminution des pertes de charge que procure le clapet est, en fait, minime. En outre, ce dispositif exige, pour être opérant, une couche de com bustible relativement faible.
On a préconisé encore, pour éviter les explosions, de brancher en parallèle avec les thermostats qui commandent la marche du brûleur un thermostat supplémentaire dit "d'entretien du feu". Ce thermostat supplé mentaire a pour but de mettre le ventilateur en marche de temps en temps à des inter valles assez rapprochés, même lorsque les ther mostats de réglage ont coupé le circuit élec trique de commande. De cette façon, le feu dans le brûleur ne peut pas descendre en des sous d'une certaine intensité de marche.
Ce dispositif nécessite une consommation supplé mentaire de courant électrique et diminue l'automaticité du brûleur. De plus, la sécurité qu'il doit donner est loin d'être absolue.
Enfin, on a essayé déjà de provoquer l'in flammation des gaz de distillation par la création d'une étincelle électrique ou l'emploi d'une petite veilleuse à gaz, semblable à celle d'un chauffe-bain par exemple. Ces moyens n'ont donné aucun résultat par suite de la trop grande concentration de la source incan descente.
Le brûleur faisant l'objet de l'invention remédie à ces inconvénients par le fait qu'il comporte un conduit d'amenée d'air auxiliaire prévu à proximité immédiate de la surface du combustible, en vue de produire un foyer auxiliaire à haute température et suffisam ment étendu pour que les gaz distillés et incomplètement brûlés qui se dégagent du combustible lors de la remise en marche de la soufflerie produisant l'air sous pression après un temps d'arrêt très prolongé, puissent s'en flammer dès qu'ils quittent la masse du com bustible.
Le foyer auxiliaire à haute température peut être réalisé dans la masse même du com bustible à brûler, ou bien en dehors de celle-ci.
Dans des formes d'exécution pratiques, la création de ce foyer auxiliaire à haute tem pérature est réalisée, de préférence, par un conduit d'amenée d'air auxiliaire à proximité immédiate de la surface du combustible, soit dans la masse même de celui-ci, soit dans un petit tas formé séparément.
Ce conduit d'ame née d'air est raccordé à un ventilateur dont le fonctionnement est déterminé de manière à entretenir une zone incandescente à la surface du combustible ou à proximité immédiate de cette surface lorsque le foyer fonctionne au ralenti.
Deux formes d'exécution du brûleur fai sant l'objet de l'invention sont représentées, à titre d'exemples, au dessin annexé, dans lequel La fig. 1 montre, en coupe verticale, un brûleur alimenté automatiquement par une trémie; La fig. 2 représente, en coupe verticale, un brûleur dans lequel le foyer auxiliaire à haute température est réalisé par une ame née de combustible indépendante de l'amenée principale.
Les brûleurs représentés en fig. 1 et 2 sont constitués par un avant-foyer 1 qui peut être d'un type quelconque et qui est alimenté par une trémie 2 qui déverse automatique ment le combustible 3 qui vient reposer sur un plan incliné 7 et sur un fond 4 en for mant un talus naturel 5.
Une amenée d'air soufflé est prévue en 6 et débouche dans un espace creux 9 se trouvant sous le plan incliné 7, afin d'éviter le contact direct du charbon avec l'orifice de sortie de l'air soufflé. Ce plan incliné sert également de déflecteur qui répartit l'air soufflé par toute la surface 8 du petit talus qui se forme dans l'espace creux 9 prévu sous le plan incliné 7.
Les gaz de la combustion emplissent l'es pace vide 10 de l'avant-foyer et peuvent s'échapper par un conduit 11 représentant schématiquement la cheminée.
La zone principale de combustion, lorsque le brûleur marche à allure ralentie, est con centrée en 12 à proximité immédiate de l'en droit où l'air soufflé sortant par le conduit 6 pénètre .dans la masse de combustible 3.
Un foyer auxiliaire de combustion 13 est réalisé à proximité immédiate de la surface 5 du tas -de combustible 3. Ce foyer auxi liaire à haute température peut être prévu, comme montré fig. 1, directement dans la masse de combustible 3 ou bien encore être réalisé, comme montré, fig. 2, par un petit tas de charbon 14 s@écoulant automatique ment d'une trémie auxiliaire 15. La combus tion est .entretenue dans ce foyer auxiliaire 13 par une amenée d'air auxiliaire 16 prévue sous une bavette 17.
Ce foyer auxiliaire à haute température 13 est réalisé sous une épaisseur -de combustible assez mince, de ma nière qu'une région incandescente 18 appa- raisse toujours à la surface du combustible en contact direct avec la masse des gaz qui emplissent l'espace libre 10 de l'avant- foyer.
Il est aisé de ise rendre compte, dans ces conditions, que l'existence du foyer auxiliaire à haute température constituant un second foyer très réduit marchant à faible couche de combustible, entretient à la surface de ce combustible une petite région incandescente 18. même lorsque le foyer principal marche à allure ralentie et que le feu s'est localisé dans les zones 12 situées à proximité immé diate de l'entrée d'air primaire.
Lorsque le brûleur est remis en marche normale, les gaz qui, au début, distillent de la masse de com- buGtible et qui remplissent l'espace libre 10, s'enflamment dès qu'ils prennent naissance, au contact de la région incandescente 18 ou des flammes qui se dégagent de celle-ci, ce qui permet d'éviter une accumulation dange reuse de gaz incomplètement brûlés et -de ré cupérer en même temps les calories qui au raient été perdues par l'échappement de ces gaz non brûlés par la cheminée.
On évite ainsi tout retour de flammes. De plus, les flammes sortent du foyer auxiliaire à tem pérature assez élevée pour favoriser la dis tillation du combustible et augmenter de ce fait la puissance du brûleur.
Il y a lieu de remarquer que les brûleurs représentés et décrits permettent de brûler, dans les foyers et avant-foyers actuellement en usage, des combustibles de qualité mé diocre, des fines, des charbons ou cokes non dépoussiérés, etc. On employera de préférence, dans ce cas, un brûleur du genre de celui de la fig. 2, avec un foyer auxiliaire séparé constitué par un combustible solide, de bonne qualité.
Il est évident que les brûleurs représentés peuvent être complétés par différents acces soires. On peut prévoir par exemple sur l'amenée d'air auxiliaire, dans le cas d'emploi. d'un seul ventilateur, pour les conduits d'air primaire et auxiliaire, une vanne commandée thermostatiquement, qui laisse ce dernier conduit ouvert lors de l'arrêt du ventilateur et pendant quelques minutes après la remise en marche -de ce dernier.
La flamme étant bien allumée, cette vanne peut être fermée et le soufflage auxiliaire supprimé complè tement ou en partie. De cette façon, il est possible de réduire au minimum l'enerassage du souffleur auxiliaire et,de permettre ainsi un très long fonctionnement du petit foyer auxiliaire.
On peut encore compléter le brûleur par l'établissement d'une autre vanne commandée thermostatiquement sur le conduit alimen tant le souffleur principal. Cette vanne peut être ouverte lors de l'arrêt du ventilateur. Elle se ferme lorsque ce dernier est mis en marche et cela jusqu'au moment où le foyer auxiliaire a atteint l'allure de combustion dé sirée.
A ce moment, la vanne Un foyer prin cipal peut s'ouvrir. De cette façon, le foyer, principal ne fonctionne que si le petit foyer auxiliaire est bien allumé. On évite ainsi, d'une manière certaine, toute explosion en cas d'extinction accidentelle du foyer auxi liaire.
Grâce à l'emploi des brûleurs décrits, on peut faire marcher n'importe quelle espèce de foyer sans aucun danger d'explosion, même par suite de fausses man#uvres de l'usager ou, lors d'une remise en route, après un arrêt assez long du ventilateur.
Il est également possible d'augmenter assez consi dérablement la couche de combustible à brû ler dans les foyers ou avant-foyers, étant donné chie l'on n'a plus :à craindre l'accumu lation de gaz incomplètement brûlés prove nant de la -distillation de la .grande masse de combustible qui s'échauffe progressive ment. Enfin, le rendement -d'un foyer équipé au mayen d'un des brûleurs décrits est fortement amélioré puisque la cheminée n'aspire plus que des gaz complètement brûlée.
Charcoal burner. The present invention relates to a coal burner according to the claim of the main patent, that is to say in particular applicable to the combustion of coals of very small caliber. of the kind in which a fuel flows from a hopper on an inclined plane under which there is a hollow space into which a pressurized air duct opens.
Such a burner is more particularly applicable to hearths and front fires which must frequently operate at forced speed giving off a high temperature but which, at other times, operate in a slower manner, as is the case for example. for hearths and front fires used for domestic heating, central heating boilers, etc.
It is known that most blown wind fireplaces operate at certain times as gas generators by producing combustible or incompletely burnt gases which do not burn in the hearth but are exhausted through the chimney. These unburnt gases are mainly produced when combustion is rekindled after the burner has been idling for a longer or shorter time.
Especially in blown wind stoves. this phenomenon occurs intensely when the fan which supplies the burner with primary air is restarted after having been stopped for a certain time to allow the burner to operate in a slower manner by natural draft for example.
When the combustion is rekindled, the fire which was smoldering in the lower part of the fuel spreads more and more into the mass of the latter and the fuel which is above the fire distils the gases which the fuel smells of. free space of the fireplace and drain. by the fireplace.
After a certain time, the fire reaches the surface of the fuel and the distilled and not completely burned gases, in contact with the coal which becomes incandescent on the surface of the fuel, ignite, producing a deflagration which can sometimes have serious consequences.
We have already tried to remedy this drawback. Thus, in particular, it has been recommended to give the layer of fuel in the hearth a small thickness, so that, even when the fan is stopped, a certain demand for air takes place by natural draft. sufficient air to keep at least part of the fuel surface glowing. This means has the drawback of requiring, in order to produce a determined calorific power, a very large hearth surface. These homes are therefore bulky and expensive.
In addition, the fact that the fuel is given a small thickness does not allow the burner to operate for a long time without slashing, the thickness of the bottom ash produced rapidly becoming such that the layer of fresh fuel becomes insufficient.
It has also been recommended to have, on the supply pipe of the blown air, an automatic valve which opens when the fan is stopped and closes at. when it is restarted, this valve communicating the supply duct born of blown air with the outside.
The purpose of establishing a valve of this type is to allow the burner to be supplied with air when the fan is stopped. This method is also inefficient, since air can still pass through the fan. The latter being, in general, disposed near the burner, the reduction in the pressure losses that the valve provides is, in fact, minimal. In addition, this device requires, to be operative, a relatively weak fuel layer.
In order to avoid explosions, it has also been recommended to connect in parallel with the thermostats which control the operation of the burner an additional thermostat called "fire maintenance". The purpose of this additional thermostat is to switch on the fan from time to time at fairly short intervals, even when the control thermostats have cut off the electric control circuit. In this way, the fire in the burner cannot go down under a certain operating intensity.
This device requires an additional consumption of electric current and reduces the automaticity of the burner. In addition, the security he must give is far from absolute.
Finally, attempts have already been made to cause the ignition of the distillation gases by creating an electric spark or by using a small gas pilot burner, similar to that of a bath heater for example. These means gave no result as a result of the excessive concentration of the incan descent source.
The burner forming the subject of the invention overcomes these drawbacks by the fact that it comprises an auxiliary air supply duct provided in the immediate vicinity of the fuel surface, with a view to producing an auxiliary high temperature furnace. and sufficiently extensive so that the distilled and incompletely burnt gases which are released from the fuel when the blower is restarted, producing pressurized air after a very long stoppage time, can ignite as soon as they are leave the mass of the fuel.
The high temperature auxiliary hearth can be made in the mass of the fuel to be burnt, or else outside it.
In practical embodiments, the creation of this auxiliary high temperature furnace is carried out, preferably, by an auxiliary air supply duct in the immediate vicinity of the fuel surface, or in the same mass of that. here, either in a small heap formed separately.
This air intake duct is connected to a fan whose operation is determined so as to maintain an incandescent zone on the surface of the fuel or in the immediate vicinity of this surface when the fireplace is operating at idle speed.
Two embodiments of the burner forming the subject of the invention are shown, by way of examples, in the accompanying drawing, in which FIG. 1 shows, in vertical section, a burner fed automatically by a hopper; Fig. 2 shows, in vertical section, a burner in which the auxiliary high temperature furnace is produced by a core born of fuel independent of the main feed.
The burners shown in fig. 1 and 2 are constituted by a fore-hearth 1 which can be of any type and which is fed by a hopper 2 which automatically discharges the fuel 3 which comes to rest on an inclined plane 7 and on a bottom 4 in the form of a natural slope 5.
A blown air supply is provided at 6 and opens into a hollow space 9 located under the inclined plane 7, in order to avoid direct contact of the carbon with the outlet of the blown air. This inclined plane also serves as a deflector which distributes the air blown over the entire surface 8 of the small slope which forms in the hollow space 9 provided under the inclined plane 7.
The combustion gases fill the empty space 10 of the fore-hearth and can escape through a duct 11 schematically representing the chimney.
The main combustion zone, when the burner is operating at a slow rate, is centered at 12 in the immediate vicinity of the area where the blown air exiting through the duct 6 enters the mass of fuel 3.
An auxiliary combustion hearth 13 is provided in the immediate vicinity of the surface 5 of the fuel pile 3. This auxiliary high temperature furnace can be provided, as shown in FIG. 1, directly in the mass of fuel 3 or else be produced, as shown, FIG. 2, by a small pile of coal 14 s @ flowing automatically from an auxiliary hopper 15. The combustion is maintained in this auxiliary hearth 13 by an auxiliary air supply 16 provided under a flap 17.
This high temperature auxiliary furnace 13 is made under a fairly thin fuel thickness, so that an incandescent region 18 always appears on the surface of the fuel in direct contact with the mass of gases which fill the free space. 10 from the front focus.
It is easy to realize, under these conditions, that the existence of the auxiliary high temperature furnace constituting a very small second furnace operating with a low layer of fuel, maintains a small incandescent region on the surface of this fuel 18. even when the main focus is operating at a slower pace and the fire is located in zones 12 located in the immediate vicinity of the primary air inlet.
When the burner is restarted normally, the gases which, at the beginning, distill from the mass of fuel and which fill the free space 10, ignite as soon as they arise on contact with the incandescent region 18 or flames which emerge from it, which makes it possible to avoid a dangerous accumulation of incompletely burnt gases and at the same time to recover the calories which would have been lost by the escape of these unburned gases by the fireplace.
This prevents any backfire. In addition, the flames come out of the auxiliary furnace at a temperature high enough to promote the distillation of the fuel and thereby increase the power of the burner.
It should be noted that the burners shown and described make it possible to burn, in the hearths and fore-hearths currently in use, fuels of poor quality, fines, non-dusted coals or cokes, etc. In this case, a burner of the type of that of FIG. 2, with a separate auxiliary fire consisting of solid fuel, of good quality.
It is obvious that the burners shown can be supplemented by various accessories. It is possible, for example, to provide for the auxiliary air supply, in the case of use. a single fan, for the primary and auxiliary air ducts, a thermostatically controlled valve, which leaves the latter duct open when the fan is stopped and for a few minutes after the latter is restarted.
When the flame is well lit, this valve can be closed and the auxiliary blowing completely or partially eliminated. In this way, it is possible to reduce to a minimum the energy of the auxiliary blower and, thus, to allow a very long operation of the small auxiliary furnace.
The burner can also be supplemented by establishing another thermostatically controlled valve on the supply duct as well as the main blower. This valve can be opened when the fan is stopped. It closes when the latter is started and this until the moment when the auxiliary fireplace has reached the desired combustion rate.
At this time, the A main hearth valve can open. In this way, the main fireplace only works if the small auxiliary fireplace is properly switched on. In this way, any explosion is certain to be avoided in the event of accidental extinction of the auxiliary hearth.
Thanks to the use of the burners described, any kind of fireplace can be operated without any danger of explosion, even as a result of false operations by the user or, when restarting, after a long enough shutdown of the fan.
It is also possible to increase quite considerably the layer of fuel to be burnt in the hearths or pre-fires, given that we no longer have: to fear the accumulation of incompletely burnt gases coming from the -distillation of the large mass of fuel which gradually heats up. Finally, the performance of a fireplace equipped with one of the burners described is greatly improved since the chimney only sucks in completely burnt gases.