Chaudière pour chauffage central. La présente invention a pour objet une chaudière pour chauffage central, dont le foyer comporte une grille inclinée alimentée en combustible par un piston animé d'un mouvement de va-et-vient, grille placée sous une trémie de chargement.
Il existe déjà de nombreux types de chau dières de ce genre, dont certaines assurent en même temps un décrassage automatique. Le combustible brûlé dans ces chaudières est de petites dimensions, mais doit être d'une qualité adéquate, étant donné notamment le travail de frottement ou de glissement du combustible sur la grille inclinée.
Il en résulte que tous les combustibles ne peuvent pas être employés dans des chau dières de ce genre, soit parce qu'ils forment des masses agglutinantes, soit parce que leur combustion est difficile et donne de nom breux imbrûlés, soit encore parce qu'ils dé gagent de nombreux gaz de distillation qui s'échappent sans avoir pu céder leurs calories. La chaudière faisant l'objet de l'inven tion remédie à cet inconvénient, car elle est conçue de manière à réaliser, pour n'importe quel combustible, une combustion complète et parfaite de celui-ci, tout en permettant d'uti liser au maximum les calories dégagées.
Dans ce but,<B>la</B> chaudière faisant l'objet de l'invention est caractérisée en ce qu'elle présente, à la voûte du foyer, un déflecteur qui s'étend sur le parcours, des gaz, jusqu'à proximité du pied du talus de eombustibie reposant sur la grille.
Ce déflecteur a pour effet non seulement de présenter une surface de réverbération qui augmente la température régnant au-dessus de la couche de combustible, mais également de rabattre les flammes vers le pied du talus de combustible, afin de brûler les dernières traces de carbone qui peuvent se trouver dans les cendres à cet endroit. De plus, comme la distillation se fait principalement en haut de la grille, les gaz ont une tendance à se refroi dir contre la partie supérieure de la chan dière et à partir ensuite directement dans les tubes de fumée.
Ce déflecteur, placé sur le parcours des gaz, interrompt le chemin di rect d'évacuation, favorise le mélange in time des gaz avec l'air secondaire, ce qui per met aux gaz de distillation de brûler com plètement dans l'atmosphère à haute tempé rature et de libérer leurs calories avant leur départ vers les éléments de la chaudière.
En outre, dans une forme d'exécution pré- férée de la chaudière, pour assurer une com bustion plus uniforme du combustible placé sur la grille inclinée, celle-ci est construite de telle façon que les intervalles entre les barreaux aient une largeur croissant continû ment vers l'extrémité de la grille où la couche de combustible reposant sur ladite grille a son épaisseur maximum.
Ainsi le débit d'air sera maximum où la couche de combustible est la plus épaisse et vice versa.
Etant donné la haute température régnant au-dessus du combustible reposant sur la grille inclinée, des précautions spéciales doi vent être prises pour éviter le risque de trans mission du feu vers la trémie.
A cet effet, dans une forme d'exécution particulière, afin d'empêcher toute circuqation d'air à travers le charbon sortant de la trémie, celle-ci déverse le combustible par une série d'ouvertures formant des cônes de combustible laissant entre eux des espaces libres par lesquels passe de l'air qui entre par la trémie. Cet air de refroidissement. est. dirigé au-dessus du talus de combustible où il complète l'apport d'air secondaire pour la combustion des gaz de distillation et. du C0.
Un passage peut être prévu à cet effet le long d'un volet de réglage du débit de combustible, situé en tête de la grille. Ce volet peut être avantageu sement constitué par deux lamelles solidaires, espacées l'une de l'autre, la lamelle en con tact avec le combustible dépassant vers le bas l'autre lamelle qui, ainsi, n'est jamais en contact. avec le combustible.
Etant donné la, haute température des gaz brûlés qui, avant d'atteindre la cheminée, doivent céder leurs nombreuses calories aux éléments de la chaudière enfermés dans un volume relativement restreint, ces éléments peuvent comporter une série de tubes pour le passage des gaz, groupés par exemple de ma nière que ces gaz parcourent une partie de ces tubes dans un sens,
et l'autre en sens inverse.
Le dessin annexé représente, à titre d'exemple, une forme d'exécution de la chau dière faisant l'objet de l'invention.
La fig. 1 est une coupe de ladite forme d'exécution, constituée par une chaudière sec tionnée à tubes de fumée et à grille incli née.
La fig. 2) représente en coupe, à grande échelle, l'agencement des organes disposés sous la trémie, en tête de la grille inclinée.
La fig. 3 est une coupe verticale par l'axe des ouvertures prévues au fond de la trémie d'alimentation.
La fig. 4 est une vue en plan de la grille inclinée de cette chaudière.
Dans ces figures, 1 désigne la chambre de combustion de la chaudière, dans laquelle est placée une grille inclinée 2 à refroidisse ment d'eau, en tête de laquelle se trouve un piston 3 animé d'un mouvement lent de va et-vient réalisé par l'intermédiaire d'un levier 4 pivotant autour d'un axe 5 par l'intermé- diaire d'une biellette 6 et d'un système de dé multiplication représenté schématiquement en 7 et relié à un moteur 8.
Le piston 3 est surmonté d'une trémie 9 dans laquelle est emmagasiné le combustible. Une plaquette 10, posée simplement sur une arête 11 et re posant par son extrémité inférieure sur la sur face supérieure du piston 3, amène le com bustible sur ce piston 3, tandis qu'un obtu rateur réglable 12, pouvant être fixé à des Hauteurs variables, règle l'épaisseur du com bustible sur la grille.
Un déflecteur 13 est fixé à la voûte 14 de la chambre 1 et s'étend, sur le parcours des gaz, jusqu'à proximité du pied 15 du ta lus de combustible. Ce déflecteur, en matière réf ractaim, divise pratiquement la chambre 1 en deux partie. Il a pour effet principal d'augmenter fortement, par réverbération, la température dans la partie de cette chambre située au-dessus de la grille 2.
L'augmentation de cette température constituant un danger d'inflammation à la réserve du combustible dans la trémie 9, par les fuites d'air pouvant pénétrer à la base de celle-ci en passant entre l'arête 11 et la pla quette 10, ou à travers la trémie elle-même, des moyens spéciaux sont prévus pour empê cher que cet air ne pénètre dans la trémie. A cet effet, la base de la trémie est pourvue d'un certain nombre d'ouvertures 16 pour le passage du combustible, qui forme sous cette trémie une série de cônes d'éboulement 17 séparés les uns des autres par des espaces vides 18.
Les filets d'air provenant du défaut d'étanchéité de certains organes peuvent ainsi se diriger vers la chambre de combus tion 1, en passant par ces espaces 18: Pour faciliter leur écoulement le long de l'obturateur réglable 12, celui-ci est constitué par une lamelle 1.2 constituant l'obturateur proprement dit, et par une seconde lamelle 19 fixée comme la première sur une tringle 20, mais séparée de cette lamelle par un es pace 21 formant conduit pour l'écoulement des fuites d'air. La lamelle 12 dépasse vers. le bas la lamelle 19, de telle sorte que cette dernière ne vient jamais en contact avec le combustible.
L'espace 21 est ainsi toujours libre et .débouche immédiatement au-dessus du talus de combustible reposant sur la grille 9- A cet endroit, les fuites d'air se mélan gent à de l'air secondaire qui pénètre dans la chambre 1 par une ouverture 22.
Pour permettre d'interrompre à volonté toute communication entre la trémie et la chambre I., il est prévu, sous le fond de la trémie 9, un obturateur coulissant 29 présen tant des trous 29' dont les axes sont séparés les uns des autres par une distance égale à celle qui sépare les axes des ouvertures 16.
Cet obturateur 29 se présentera de préfé rence sous la forme indiquée au dessin (il n'est pas représenté à la fig. 1 pour glus de clarté). Pour fermer les ouvertures 16, il suffit de faire glisser l'obturateur 29 dans une po sition telle que ses parties pleines comprises entre les ouvertures 29' viennent se placer sous les ouvertures 16.
D'autre part, pour récupérer toutes les,ca- lories dégagées dans la chambre 1, des tubes de fumée 23 permettent un parcours ascen dant des gaz qui, arrivés à la partie supé rieure 24 de la chaudière, circulent dans d'autres tubes descendants 25 avant de s'é chapper vers un collecteur 26 des fumées. Les tubes de fumée sont ainsi réunis en deux groupes distincts -dans lesquels les gaz cir culent en direction inverse.
La présence du déflecteur 13 dans la chambre 1 favorise grandement la répartition des gaz dans le premier groupe 23 des tubes de fumée. Il permet aussi un bon mélange des gaz de distillation ou incomplètement brûlés avec l'air secondaire qui pénètre à la partie supérieure de la chambre, en tête de la grille, par l'ouverture 22 et le conduit 21.
Enfin, pour uniformiser la combustion sur toute l'étendue de la grille inclinée 2, on prévoit encore de construire celle-ci de telle façon que les intervalles entre les bar reaux aient une largeur croissant continîi- ment à mesure qu'on se rapproche du haut de la grille, où la couche de combustible a sa plus grande épaisseur.
Comme représenté à la fig. 4, la grille comprend des barreaux fixes creux 27 reliés à deux collecteurs d'eau 30, 30', de façon à permettre un refroidissement de ces barreaux. Ceux-ci sont construits de telle façon que les faces de deux barreaux successifs, tournées l'une vers l'autre, sont parallèles. Entre les barreaux 57 sont placés des barreaux pleins amovibles 28 dont les axes sont parallèles aux axes des premiers barreaux et dont les faces longitudinales tournées vers les faces des autres barreaux sont continûment conver gentes vers une extrémité de la grille.
Il en résulte que l'écart entre les barreaux fixes 27 et les barreaux amovibles 28 augmente pro gressivement vers cette extrémité. II suffit donc de monter la grille dans la chaudière de la façon représentée aux fig. 1 et 2, de manière que l'écart entre les bar reaux consécutifs de la grille, et par consé quent la section de passage offerte à l'air primaire, soit. le plus grand dans le haut de la grille, où, d'après l'inclinaison qu'a celle- ci, la couche de combustible a son épaisseur maximum.
La chaudière décrite et représentée fonc tionne de la manière suivante: Le combustible contenu dans la trémie 9 se déverse, en passant par les trous 16, sur la plaquette 10 qui l'amène devant le piston 3. A chaque poussée en avant, le piston 3 en voie sur la grille une certaine quantité de combustible. Ce combustible est. enflammé par un feu de bois allumé préalablement sur la grille. Le charbon frais amené par chaque poussée du piston est allumé au contact du combustible incandescent se trouvant déjà sur la grille aussitôt qu'il atteint la partie de la grille à partir de laquelle se fait l'ad mission d'air primaire.
La vitesse d'amenée du combustible est proportionnée à l'intensité du soufflage et à l'épaisseur du combustible, de façon que lorsque le combustible arrive au pied de la grille, il se trouve être normale ment brûlé. L'inclinaison donnée à la grille peut être telle que chaque poussée en avant du piston déplace sur la grille toute la masse du combustible, de telle sorte que les cendres qui se trouvent au bas de la grille sont éva cuées au fur et à mesure dans le cendrier.
La présence du déflecteur 13 qui dirige les flammes vers le pied de la grille permet d'être assuré que les quelques grains de car bone, qui auraient pu s'échapper avec les cendres, seront complètement brûlés et qu'il ne tombera que des cendres dans le cendrier.
Une partie de l'air secondaire est aspirée par le conduit 21. Cet air, qui provient des fuites, passe entre les cônes 17 de combus tible s'éboulant par les trous 16, puis entre les lamelles 12 et 19. Cette quantité d'air étant toutefois insuffisante, le reste d'air secondaire est amené par l'orifice 22 dont le débit peut être réglé par tout moyen appro prié. Les flammes et les gaz de combustion sont envoyés par l'air primaire, passant à travers le combustible, vers la voûte du foyer, où ils se mélangent avec cet air se condaire, mais le déflecteur 13 les renvoie vers le bas de la chambre de combustion, au pied de la grille.
De cette façon, les flammes et les gaz de combustion tour billonnent dans la chambre de combustion et, par suite de la réverbération due à ce dé flecteur, dégagent dans cette partie de la chambre 1 une température très élevée qui favorise encore la combustion des gaz sor tant du combustible. Les gaz brûlés sont en suite aspirés, grâce au tirage naturel, par les tubes ascendants 23 à la sortie desquels ils se dirigent vers les tubes descendants 2,5, puis de là vers le collecteur de fumée 26 duquel ils s'échappent directement vers la cheminée.
Des portes de visite, non représentées sur le dessin, se trouvent à la partie supérieure de la chambre et permettent de nettoyer aisé ment les tubes 23 et 25.
Les cendres emmagasinées dans le cen drier sont évacuées à des intervalles très longs, par l'extraction de ce cendrier.
On se rend compte aisément du rôle im- portant que jouent le déflecteur 13 en coopé ration avec le dispositif particulier de cana lisation des fuites d'air utilisées comme air secondaire, et la disposition spéciale des tubes de fumée en deux groupes allongeant le par cours des gaz pour permettre de récupérer, dans un espace relativement restreint, les nombreuses calories qu'ils emportent en quit tant la chambre de coombustion.
Non seulement le déflecteur augmente, par réverbération, la température dans la première partie de la chambre de combustion, mais il oblige les gaz à se mélanger intime ment à l'air secondaire, ce qui permet d'utili ser des combustibles à haute teneur en ma tières volatiles donnant généralement une forte quantité de gaz de distillation.
Ceux ci sont brûlés complètement au-dessus de la grille avant de s'échapper vers les tubes de fumée. De plus, le déflecteur rabat vers le pied de la grille les flammes à haute température qui brûlent ainsi les dernières traces de com bustible pouvant encore se trouver dans les cendres en cet endroit.
Enfin, il répartit favorablement les flammes dans la seconde partie de la chambre de combustion en les faisant diriger vers l'axe du faisceau tubulaire ascendant 23.
Grâce à cet ensemble de caractéristiques combinées, la chaudière ainsi construite est ca pable de brûler n'importe quel genre de com bustibles, y compris les lignites qui brûlent difficilement en donnant de nombreux gaz volatils. Même dans ce cas, le fonctionnement de la chaudière décrite se fait d'une manière automatique et régulière, sans intervention manuelle.
Boiler for central heating. The present invention relates to a boiler for central heating, the hearth of which comprises an inclined grate supplied with fuel by a piston driven in a reciprocating motion, the grate placed under a loading hopper.
There are already many types of boilers of this kind, some of which at the same time provide automatic cleaning. The fuel burned in these boilers is small in size, but must be of adequate quality, especially given the work of friction or sliding of the fuel on the inclined grate.
As a result, not all fuels can be used in boilers of this kind, either because they form agglutinating masses, or because their combustion is difficult and gives many unburned fuels, or because they release many distillation gases which escape without having been able to give up their calories. The boiler which is the subject of the invention overcomes this drawback, since it is designed so as to achieve, for any fuel, a complete and perfect combustion thereof, while allowing the use of the fuel. maximum calories released.
For this purpose, <B> the </B> boiler forming the subject of the invention is characterized in that it has, at the vault of the fireplace, a deflector which extends over the path, of the gases, up to 'near the foot of the fuel bank resting on the grid.
This deflector has the effect not only of presenting a reverberation surface which increases the temperature prevailing above the layer of fuel, but also of lowering the flames towards the foot of the fuel bank, in order to burn the last traces of carbon which may be found in the ashes at this location. In addition, as the distillation takes place mainly at the top of the grate, the gases have a tendency to cool directly against the top of the burner and then go directly into the smoke tubes.
This deflector, placed on the gas path, interrupts the direct evacuation path, promotes the in-time mixing of the gases with the secondary air, which allows the distillation gases to burn completely in the high atmosphere. temperature and release their calories before they go to the boiler elements.
Further, in a preferred embodiment of the boiler, in order to ensure a more uniform combustion of the fuel placed on the inclined grate, the latter is constructed in such a way that the intervals between the bars have a continuously increasing width. ment towards the end of the grid where the layer of fuel resting on said grid has its maximum thickness.
Thus the air flow will be maximum where the layer of fuel is thickest and vice versa.
In view of the high temperature prevailing above the fuel resting on the inclined grate, special precautions must be taken to avoid the risk of fire being transmitted to the hopper.
To this end, in a particular embodiment, in order to prevent any circulation of air through the coal leaving the hopper, the latter discharges the fuel through a series of openings forming fuel cones leaving between them free spaces through which air passes entering through the hopper. This cooling air. East. directed above the fuel bank where it completes the secondary air supply for the combustion of the distillation gases and. of C0.
A passage can be provided for this purpose along a flap for adjusting the fuel flow, located at the head of the grid. This shutter can advantageously be constituted by two integral lamellae, spaced apart from one another, the lamella in contact with the fuel protruding downwards from the other lamella which thus is never in contact. with fuel.
Given the high temperature of the burnt gases which, before reaching the chimney, must give up their numerous calories to the elements of the boiler enclosed in a relatively small volume, these elements may comprise a series of tubes for the passage of the gases, grouped together for example so that these gases travel through part of these tubes in one direction,
and the other in reverse.
The appended drawing represents, by way of example, an embodiment of the boiler forming the subject of the invention.
Fig. 1 is a section of said embodiment, consisting of a sectional boiler with smoke tubes and inclined grate.
Fig. 2) shows in section, on a large scale, the arrangement of the members arranged under the hopper, at the head of the inclined grid.
Fig. 3 is a vertical section through the axis of the openings provided at the bottom of the feed hopper.
Fig. 4 is a plan view of the inclined grate of this boiler.
In these figures, 1 designates the combustion chamber of the boiler, in which is placed an inclined grate 2 with water cooling, at the head of which is a piston 3 animated by a slow reciprocating movement. by means of a lever 4 pivoting about an axis 5 by the intermediary of a rod 6 and a de-multiplication system shown schematically at 7 and connected to a motor 8.
The piston 3 is surmounted by a hopper 9 in which the fuel is stored. A plate 10, placed simply on an edge 11 and resting by its lower end on the upper surface of the piston 3, brings the fuel to this piston 3, while an adjustable shutter 12, which can be fixed at heights variable, adjusts the thickness of the fuel on the grate.
A deflector 13 is fixed to the vault 14 of the chamber 1 and extends, over the path of the gases, to near the foot 15 of the fuel tank. This deflector, made of ref ractaim material, practically divides the chamber 1 into two parts. Its main effect is to strongly increase, by reverberation, the temperature in the part of this chamber located above the grid 2.
The increase in this temperature constituting a danger of ignition to the fuel reserve in the hopper 9, by the air leaks which can penetrate at the base of the latter by passing between the edge 11 and the plate 10, or through the hopper itself, special means are provided to prevent this air from entering the hopper. For this purpose, the base of the hopper is provided with a number of openings 16 for the passage of fuel, which forms under this hopper a series of collapse cones 17 separated from each other by empty spaces 18.
The air streams coming from the lack of sealing of certain components can thus move towards the combustion chamber 1, passing through these spaces 18: To facilitate their flow along the adjustable shutter 12, the latter is constituted by a strip 1.2 constituting the shutter itself, and by a second strip 19 fixed like the first on a rod 20, but separated from this strip by a space 21 forming a conduit for the flow of air leaks. The strip 12 protrudes towards. the bottom strip 19, so that the latter never comes into contact with the fuel.
The space 21 is thus always free and emerges immediately above the fuel bank resting on the grid 9- At this point, the air leaks mix with secondary air which enters chamber 1 through an opening 22.
To allow any communication between the hopper and the chamber I to be interrupted at will., Under the bottom of the hopper 9, a sliding shutter 29 is provided with holes 29 ', the axes of which are separated from each other by a distance equal to that which separates the axes of the openings 16.
This shutter 29 will preferably be in the form shown in the drawing (it is not shown in FIG. 1 for clarity). To close the openings 16, it suffices to slide the shutter 29 into a position such that its solid parts included between the openings 29 'come to be placed under the openings 16.
On the other hand, to recover all the calories released in chamber 1, smoke tubes 23 allow an upward path of the gases which, arriving at the upper part 24 of the boiler, circulate in other tubes. descendants 25 before escaping to a collector 26 of the fumes. The smoke tubes are thus united in two distinct groups - in which the gases circulate in the opposite direction.
The presence of the deflector 13 in the chamber 1 greatly promotes the distribution of the gases in the first group 23 of the smoke tubes. It also allows a good mixing of the distillation or incompletely burnt gases with the secondary air which enters the upper part of the chamber, at the head of the grid, through the opening 22 and the duct 21.
Finally, in order to make the combustion uniform over the entire extent of the inclined grate 2, provision is still made to construct the latter in such a way that the intervals between the bars have a width which increases continuously as one approaches the grid. top of the grate, where the fuel layer has its greatest thickness.
As shown in fig. 4, the grid comprises hollow fixed bars 27 connected to two water collectors 30, 30 ', so as to allow cooling of these bars. These are constructed in such a way that the faces of two successive bars, facing each other, are parallel. Between the bars 57 are placed removable solid bars 28 whose axes are parallel to the axes of the first bars and whose longitudinal faces turned towards the faces of the other bars are continuously converging towards one end of the grid.
As a result, the gap between the fixed bars 27 and the removable bars 28 increases progressively towards this end. It is therefore sufficient to mount the grid in the boiler as shown in FIGS. 1 and 2, so that the gap between the consecutive bars of the grille, and consequently the passage section offered to the primary air, is. the largest at the top of the grate, where, according to the inclination of the latter, the layer of fuel has its maximum thickness.
The boiler described and shown operates as follows: The fuel contained in the hopper 9 is poured, passing through the holes 16, on the plate 10 which brings it in front of the piston 3. With each forward thrust, the piston 3 track on the grid a certain quantity of fuel. This fuel is. ignited by a wood fire, first lit on the grill. The fresh charcoal brought in by each push of the piston is ignited in contact with the incandescent fuel already on the grate as soon as it reaches the part of the grate from which the primary air intake is made.
The fuel supply speed is proportional to the intensity of the blowing and the thickness of the fuel, so that when the fuel arrives at the foot of the grate, it is normally burnt. The inclination given to the grate may be such that each forward thrust of the piston moves the entire mass of the fuel on the grate, so that the ash which is at the bottom of the grate is evacuated as it goes through. the ashtray.
The presence of the deflector 13 which directs the flames towards the foot of the grate ensures that the few carbon grains, which could have escaped with the ashes, will be completely burned and that only ash will fall. In the ashtray.
Part of the secondary air is sucked in through the duct 21. This air, which comes from the leaks, passes between the cones 17 of the fuel flowing through the holes 16, then between the blades 12 and 19. This quantity of However, the air being insufficient, the remainder of secondary air is supplied through the orifice 22, the flow rate of which can be adjusted by any appropriate means. The flames and the combustion gases are sent by the primary air, passing through the fuel, to the vault of the fireplace, where they mix with this air to condare, but the deflector 13 returns them to the bottom of the combustion chamber. combustion, at the foot of the grate.
In this way, the flames and the combustion gases turn round in the combustion chamber and, as a result of the reverberation due to this deflector, in this part of the chamber 1 give off a very high temperature which further favors the combustion of the gases. out of fuel. The burnt gases are then sucked up, thanks to the natural draft, by the ascending tubes 23 at the exit of which they go towards the descending tubes 2.5, then from there to the smoke collector 26 from which they escape directly to the fireplace.
Inspection doors, not shown in the drawing, are located at the top of the chamber and allow easy cleaning of tubes 23 and 25.
The ashes stored in the ashtray are evacuated at very long intervals, by the extraction of this ashtray.
It is easy to see the important role played by the deflector 13 in cooperation with the particular device for channeling air leaks used as secondary air, and the special arrangement of the smoke tubes in two groups extending the length by course. gases to make it possible to recover, in a relatively small space, the numerous calories which they carry in leaving the combustion chamber.
The deflector not only increases the temperature in the first part of the combustion chamber by reverberation, but it forces the gases to mix intimately with the secondary air, which allows the use of fuels with a high carbon content. volatile matter generally giving a large quantity of distillation gas.
These are burnt completely above the grate before escaping to the smoke tubes. In addition, the deflector deflects the high temperature flames towards the foot of the grate, which burns the last traces of fuel that may still be in the ashes at this location.
Finally, it distributes the flames favorably in the second part of the combustion chamber by directing them towards the axis of the ascending tube bundle 23.
Thanks to this set of combined characteristics, the boiler thus constructed is capable of burning any kind of fuels, including lignites which burn with difficulty giving off many volatile gases. Even in this case, the operation of the described boiler takes place automatically and regularly, without manual intervention.