CH225525A - Method for carrying out the combustion of solid fuels with a high efficiency and combustion apparatus for the implementation of this method. - Google Patents

Method for carrying out the combustion of solid fuels with a high efficiency and combustion apparatus for the implementation of this method.

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CH225525A
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CH
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combustion
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fuel
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Spladis Societe Scientifiques
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Spladis Societe Pour L Applic
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23BMETHODS OR APPARATUS FOR COMBUSTION USING ONLY SOLID FUEL
    • F23B7/00Combustion techniques; Other solid-fuel combustion apparatus
    • F23B7/002Combustion techniques; Other solid-fuel combustion apparatus characterised by gas flow arrangements
    • F23B7/005Combustion techniques; Other solid-fuel combustion apparatus characterised by gas flow arrangements with downdraught through fuel bed and grate

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  • Mechanical Engineering (AREA)
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Description

  

  Procédé     pour    réaliser la     combustion    de     combustibles    solides avec un haut rendement  et appareil de combustion pour la mise en     #uvre    de ce procédé.    La présente invention comprend un pro  cédé pour réaliser la combustion de combus  tibles solides avec un haut rendement, qui est  caractérisé en ce qu'on utilise le combustible  sous forme de blocs au moins approximative  ment cylindriques, en ce qu'on localise la  combustion sur l'une des faces termi  nales d'un .de ces blocs et en ce qu'en pro  duit et règle l'arrivée d'air au contact de  cette face,

   de telle façon que la zone de com  bustion localisée en cet endroit soit     portée     à une température assez élevée pour assurer  une combustion pratiquement complète.  



  Elle comprend également un appareil de  combustion pour la mise en     oeuvre    de ce pro  cédé, qui est caractérisé en ce qu'il comporte  une chambre cylindrique pour recevoir à peu  près     coaxialement    un bloc de combustible au  moins approximativement     cylindrique,    ve  nant appuyer par une de ses extrémités sur  un support, en ce qu'il comporte des moyens  pour amener, en quantité réglable, de l'air    contre cette extrémité, afin de localiser la  combustion en cet endroit et de porter     celui-          ci    à une température assez élevée pour que  la combustion soit pratiquement complète.  



  Le dessin annexé représente, à titre  d'exemples, plusieurs formes d'exécution de  l'appareil de combustion que comprend l'in  vention.  



       Fig.    1 -est une vue en élévation et en  coupe d'une première forme d'exécution.       Fig.    2 est une vue en plan correspondant  à la     fig.    1.  



       Fig.    3 est une vue en élévation de face  d'une seconde forme     d'exécution    constituant  un poêle à bois.  



       Fig.    4 est une vue en élévation latérale       correspondant    à la     fig.    3.  



       Fig.    5 est une vue en plan de cette se  conde forme d'exécution.  



       Fig.    6, 7 et 8 sont des vues correspondant  aux     fig.    3, 4 et 5 et se rapportant à une troi  sième forme d'exécution.      Fi* 9 et 10 sont deux vues de détail  relatives à des variantes.  



  La     fig.    1 montre une bûche 1 à brûler  disposée verticalement au-dessus d'un foyer  de manière à réduire au minimum la sur  face de réaction     \?    dont. la combustion est  activée par des jets d'air sortant     d'ajutages     d'une buse 3, ceux-ci étant expérimentalement  déterminés comme disposition et section, de  telle manière que ladite surface ? de combus  tion prenne de préférence une forme     légèrement     concave comme il a été représenté.

   On com  prend que la, bûche descend ainsi     autornati-          quement    au fur et à mesure de sa combustion  en demeurant pratiquement à une distance  constante de la, buse 3; cette bûche repose  par sa périphérie sur des ailettes radiales 4  portées par la partie supérieure d'un double  cône 5, qui ont été ici     représentés    en tôle,  mais pourraient naturellement être     constitués     par une pièce moulée réfractaire de forme  analogue.

   Les arêtes supérieures des ailettes  4 présentent dans leur ensemble une disposi  tion conique, par exemple à 45  de     demi-          ouverture,    de telle manière que la bûche, dans  sa descente, demeure centrée sur l'axe géné  ral de l'appareil.  



  L'air soufflé à travers les ajutages de. la.  buse 3 en sort suivant les flèches a.     pnis#     tout autour, suivant les     flèches        F),   <I>b'.</I>  



  Pour élever la température de combustion,  cet air a subi au préalable un réchauffage,  triple dans l'exemple représenté: arrivant à  travers un tuyau 6, suivant la flèche     c,    il  traverse l'espace annulaire     "r    prévu dans le  cône 5, assurant ainsi, en même temps qu'il  s'échauffe, le     refroidissement    de ce cône  et de ses ailettes 4 quand ils sont en tôle, et  s'en échappe suivant la flèche     d    à travers de-;  tuyaux 8, au nombre de trois dans l'exem  ple représenté au dessin.

   L'air subit ainsi un  second réchauffage par les flammes et les  gaz de combustion sortant. du foyer en se di  rigeant vers le bas suivant les     flèches    b,     b',          réchauffage    d'autant plus considérable que le  nombre des tuyaux 8 est plus élevé, leur dia  mètre pouvant être corrélativement diminué,    ce qui, au total, augmente la surface     globale     de réchauffage de cet air.  



  Enfin, ce dernier     pénètre    à l'intérieur du  corps     massif    9 de la buse 3 par des canaux  10, suivant la flèche e de la fi-. 1, canaux       qui    sont en nombre égal à celui des tubes 8,  et il subit ainsi un troisième     réchauffage,    le  corps 9 étant soumis par sa face supérieure       ait    léchage des flammes issues du foyer, fai  sant corps avec des ailettes radiales 11 si  tuées chacune dans le même plan que l'une  des ailettes 4.

   Ce corps porte des ailettes ra  diales supplémentaires     11a,    intercalées entre  les ailettes 11, dans l'espace annulaire com  pris entre le corps 9 et la partie     inférieure     du double     cône    5; ces ailettes supplémen  taires augmentent encore la quantité de cha  leur que les flammes transmettent à ce  corps 9.  



  On comprend ainsi qu'on n'est limité, pour  le     réchauffage    préalable de l'air et corrélati  vement dans la     température    atteinte sur la  surface de     combustion,    que par la résistance  des différentes pièces à la température; c'est  pourquoi il peut- être en certains cas avanta  geux que le cône 5 et ses ailettes supérieures  soient en matière réfractaire, la face conique  inférieure de l'espace annulaire 7 suffisant  amplement au premier réchauffage.  



  En fait, l'usage simultané d'une souffle  rie et d'une combustion en bout, c'est-à-dire  par une petite surface, permet, tout en dé  passant largement, même dans le cas du bois,  une température de combustion de 1000 à  1200 , de ne consommer que quelques cen  taines de     grammes    de combustible à l'heure,  et ceci avec une combustion complète, d'abord  du charbon lui-même en     C0@    et de tous les  produits     pyroligneux    d'où réduction presque  complète des goudrons qui encrassent la plu  part des poêles à bois et constituent une  perte très importante par rapport au pouvoir  calorifique total du combustible.  



  Un     boisseau    12 portant un nombre de lu  mières égal à celui des tubes 8 est disposé à  la partie inférieure du corps 9 de la buse 3.  Dans la position représentée, ces lumières  sont en face desdits tubes; pour la mise en      route, on fait tourner le boisseau d'un angle  égal à la moitié de celui qui sépare deux  des tubes 8; les orifices de ceux-ci se trou  vent alors     oblitérés,    mais, par contre, une dé  rivation 10' de l'un des canaux 10 se trouve  mise en     communication    avec un tube 13.  



  Ce tube sert à la mise en route: la partie  située au-dessus du double cône 5 étant rem  plie de copeaux, surmontés si l'on veut de  menu bois, puis des bûches à consumer, on  allume les copeaux par-dessous, puis, par la  dernière position indiquée du boisseau 12, on  souffle de l'air sur le foyer suivant la flèche  f, par le tube     13,,    les gaz de cette combustion  initiale s'échappant     ,suivant    la flèche b.  Quand le foyer a bien pris, on tourne le bois  seau 12- dans la première position indiquée,  celle qui masque l'orifice du tuyau 13. et dé  masque celle des tuyaux 81, et le foyer entre  en     marelle        normale.     



  Il est avantageux à tous points de vue  que le corps massif 9 de la buse     D    .soit     calo-          rifiquement    isolé par-dessous au moyen, par  exemple, d'une plaque     athermane    14.  



  La forme d'exécution représentée sur les       fig.    3, 4 et 5 est constituée par un poêle  dont la grande hauteur a pour avantage  d'augmenter considérablement la     surface    de  rayonnement et la réserve de     combustible.     



  Celle-ci .est logée, toujours au-dessus du  foyer, dans un tube 15, dont la partie supé  rieure 15' est     articulée    en 16, de manière à  pouvoir se rabattre horizontalement comme  il est indiqué en, traits mixtes; le remplis  sage a alors lieu de la manière suivante:

    On commence par remplir la partie infé  rieure fixe du tube 15, qui n'est pas très  haute, de manière qu'on y peut descendre la  première ou les deux premières bûches sans  les laisser tomber, afin de ne pas détériorer  le cône 5     (fig.    1) et surtout ses ailettes 4,  puis on remplit la partie supérieure 15' du  tube des bûches de réserve, en position plus  ou moins horizontale, et on la relève en main  tenant à son entrée la première bûche jusqu'à  ce qu'elle vienne reposer contre la bûche su  périeure du tube inférieur fixe 15; ceci a lieu  un peu avant que le tube supérieur 15' soit    revenu en position verticale, ce qui permet le  passage des doigts ou d'une planchette jus  qu'au dernier moment.

   Quand les bûches re  posent l'une sur l'autre, on achève de rame  ner le tube supérieur 15' en position verti  cale et on le bloque sur un joint d'étanchéité  au moyen.     d'un,    dispositif comprenant des  vis pivotantes munies d'un écrou 17.  



  Le foyer de     cet    appareil a été     ici-repré-          senté    comme suspendu au     tube    15 et les cen  dres qui tombent et se glissent au-dessous de  la masse 9 de la buse     (fig.    1) assurent un  très bon isolement thermique; le tiroir à  cendres 18 s'ouvre du côté où le tube maga  sin forme tube extrême, mais se     prolonge          quand    même     loin    de l'autre côté, afin     d'as-          su-mer    un volume     suffisant.     



  L'appareil représenté sur les     fig.    3, 4 et  5 comprend trois tubes de rayonnement 19  réunis à     leur    partie supérieure par une cu  lotte 20 et disposés dans le même plan que  le     tube    magasin 15, 15', qui forme l'une des       extrémités    de la rangée constituée par     ces     quatre tubes parallèles.  



  Le soufflage est provoqué par aspiration  au moyen d'un     ventilateur    21 actionné par  un petit moteur électrique 22, ventilateur qui,  placé dans le tuyau 23 d'échappement vers la  cheminée, provoque une aspiration à travers  tout l'appareil; l'air est, dans ce cas, admis.  directement à travers un orifice et un canal  6     (fig.    4) vers l'espace     annulaire    7     (fig.    1):  Ayant traversé le foyer comme il a     été-in-          diqué,    il s'en échappe tout autour pour re  monter à travers les tubes de rayonnement 19       (fig.    3, 4 et 5) jusqu'au tuyau d'échappe  ment vers la cheminée 23.  



  La forme     d'exécution    indiquée aux pré  cédentes figures étant très encombrante en  hauteur, une variante est représentée sur les       fig.    6, 7 et      & ;    dans laquelle deux tubes -de  rayonnement     19,,    à courant     ascendant,    sont  places un peu .en arrière du tube magasin 15  et, se réunissant à leur sommet, à     l'àrrière     de celui-ci, par une culotte 20; débouchent  dans. un tube     deséendant    médian 24 aboutis=       sant    au tube 23, d'évacuation des gaz:

   Celui-      ci étant ainsi placé beaucoup plus bas que  dans le cas précédent, peut être adapté dans  la trappe d'une cheminée à la manière con  nue.  



  Le ventilateur 21 et son moteur     22    ont  été, dans cette variante, supposés soufflants  et non aspirants; étant alors très près du  foyer, ils doivent être protégés contre son  rayonnement par une enveloppe fortement       athermane    25, remplie, par     exemple,    de       kieselguhr.        LTne    plaque de protection 26 met  le tube de magasin 15 à l'abri du rayonne  ment des tubes 19.  



  Dans les trois formes d'exécution décrites,  on offre à. un excès mesuré d'air une surface  de combustible     limitée,    de telle manière que  la combustion des produits carbonés ait lien  d'un seul coup en, CO,,     assurant    une tempé  rature beaucoup plus élevée     qu'une    combus  tion en C0, et permettant un     cracking    et une  combustion     pratiquement    complets des pro  duits     pyroligneux    ou goudrons.

   Cette com  bustion en     CO.,    s'entend naturellement dans  la limite des dissociations que provoque l'élé  vation même de la température, mais cette  dernière demeure quand même bien plus éle  vée que dans le cas d'une     combustion    en C0,  comme cela a lieu habituellement en présence  d'un excès de produits carbonés.  



  La surface extérieure des tubes radia  teurs peut avantageusement être prévue de  façon à présenter une section transversale en  forme d'étoile, pour améliorer l'échange de  chaleur avec l'ambiance.  



  Pour améliorer le pouvoir de transmission  entre le courant     gazeux    et la paroi interne  des tubes radiateurs, ceux-ci peuvent avanta  geusement présenter à leur intérieur une sec  tion variée donnant à la veine gazeuse une  succession d'étranglements et d'élargisse  ments provoquant un écoulement tumultueux  qui facilite l'échange de chaleur entre ces  gaz et ces tubes. Ceci peut être réalisé en  logeant dans ces tubes une sorte de colonne  à paroi transversalement ondulée (soit circu  lairement, soit en hélice).

   Ces colonnes inté  rieures peuvent être de métal massif pour for  mer volant de chaleur, ou tubulaires et rem-    plies de sable; elles peuvent également l'être  d'eau, et alors, au besoin, servir de colonnes  d'alimentation d'un système de radiateurs à  eau     chaude.        La,    grande hauteur de la va  riante des     fig.    3, 4 et 5 est, dans ce cas,  avantageuse comme favorisant la circulation  par     différence    de densité.  



  Si, au contraire, l'eau enveloppe les tubes  19, on a une     cbaudière    de calorifère à che  mise d'eau; dans ce cas, la chemise peut éga  lement envelopper le tube magasin à combus  tible, ce dernier ne risquant pas d'être     ainsi     distillé, mais sera seulement séché.  



  Enfin, les appareils décrits peuvent     briî-          ler    des     agglomérés    de charbon qui seront  façonnés en cylindres de dimensions appro  priées au lieu de l'être en boulets comme on  le fait actuellement; le     tube-magasin    peut,  naturellement, être incliné, pourvu qu'il con  serve une pente suffisant à assurer le glisse  ment du combustible vers le foyer, lui-même  plus ou moins incliné.  



  On peut aussi, dans la seconde disposition  notamment, et pour éviter toute surpression  dans l'appareil, disposer dans la cheminée, au  besoin sur le toit, un éjecteur dans lequel  soufflera le ventilateur; cette disposition,  d'ailleurs connue, ayant seulement l'inconvé  nient d'absorber sensiblement plus de puis  sance que celles qui ont.     été    décrites.  



  Dans le cas de la disposition soufflante  de la     fig.    7, où le tirage de la cheminée, une  fois l'appareil en route, suffira généralement  à éviter toute surpression en marche, on peut  prendre une précaution supplémentaire de  sécurité en disposant en un point de l'appa  reil une membrane barométrique ondulée  très sensible qui coupe le courant du     moteur     dès que la pression intérieure au foyer vient  à. excéder la pression ambiante.  



  Un autre avantage des appareils décrits  est que le moteur 22 peut être accéléré ou  ralenti à distance, au moyen d'un rhéostat  permettant ainsi de régler de loin le chauf  fage, ou même de le régler automatiquement  au moyen d'un thermostat; de telles com  mandes étant bien connues en elles-mêmes  n'ont pas besoin d'être décrites.      La     fig.    9 représente une coupe axiale par  tielle d'une variante de la     fig.    1, dans la  quelle la face supérieure conique et les ai  lettes adjacentes 4 de la pièce 5 qui soutien  nent le     combustible    sont remplacées par une  pièce réfractaire amovible 27.

   Cette pièce  présente une surface extérieure cylindrique  droite 28, une base plane 28' reposant sur la  partie supérieure également plane de la pièce  5' jouant le même rôle que la pièce 5 suivant       fig.    1. La partie inférieure de la surface in  férieure conique 29 de la pièce 27 est munie  d'ailettes 4' sur lesquelles vient reposer l'ex  trémité inférieure de la bûche 1. On peut  prévoir un jeu de couronnes telles que 27 cor  respondant à différents diamètres de bûche 1.  Ainsi, on pourrait réaliser un chauffage ré  duit par l'emploi de bûches de faible dia  mètre et une couronne 27, également de fai  ble diamètre intérieur.

   Lorsqu'au contraire  on désire un plus grand débit de chaleur, il  suffit de remplacer la couronne 27 de petit  diamètre par une autre de plus grand dia  mètre inférieur permettant l'emploi de plus  grosses bûches, et l'on force le soufflage en  conséquence.    La     fig.    10 représente une variante dans  laquelle, pour éviter la combustion par l'ex  térieur de la bûche 1, le tube 15     (fig.    31, 4 et  5) porte intérieurement des lames métal  liques 30 longues et flexibles qui forment  une sorte de     -cône        dilatable    par le passage  même de la bûche 1 et s'ajustant ainsi plus  ou moins exactement sur son extérieur. Les  lames 3'0 sont prévues de manière à se re  couvrir partiellement comme on le voit en 31.  



  On remarquera que les appareils de com  bustion à tirage forcé que l'on a     décrits    fonc  tionnent en quelque sorte à l'inverse des ga  zogènes ou des hauts-fourneaux. En effet,  dans ceux-ci, le but poursuivi est     d'obtenir     en définitive un gaz réducteur, c'est-à-dire  aussi chargé que possible en oxyde de car  bone. Dans les appareils décrits, au contraire,  les choses sont disposées de manière à obte  nir une     combustion    aussi complète que pos  sible, les produits carbonés     étant    transformés    en gaz carbonique dans la proportion maxi  mum que permettent les dissociations dues à  la température     beaucoup    plus élevée qui est  ainsi obtenue.

   On a vu, dans la description  qui précède, que, pour obtenir cet effet, on  n'offre à l'air soufflé qu'une surface limitée  de combustible,     obtenant    ainsi par surcroît  une limitation de la quantité de chaleur dé  gagée par l'impossibilité d'extension de la  masse en réaction sous l'influence même de  cette chaleur et de la très haute température  obtenue. Le choix de la section du combus  tible permet de régler le débit de chaleur de  l'appareil à l'ordre de grandeur désiré. On  peut ensuite faire varier ce débit entre cer  taines     limites    en réglant l'intensité du souf  flage. La variation réglée du soufflage d'air  permet néanmoins de faire varier à volonté       cette        quantité    de chaleur entre certaines li  mites.



  Method for carrying out the combustion of solid fuels with a high efficiency and combustion apparatus for carrying out this method. The present invention comprises a process for carrying out the combustion of solid fuels with a high efficiency, which is characterized in that the fuel is used in the form of at least approximately cylindrical blocks, in that the combustion is localized on one of the end faces of one of these blocks and in that it produces and adjusts the air inlet in contact with this face,

   in such a way that the combustion zone located in this place is brought to a temperature high enough to ensure practically complete combustion.



  It also comprises a combustion apparatus for the implementation of this process, which is characterized in that it comprises a cylindrical chamber to receive approximately coaxially a fuel block at least approximately cylindrical, coming to support by one of its ends on a support, in that it comprises means for bringing, in an adjustable quantity, air against this end, in order to localize the combustion in this place and to bring it to a temperature high enough so that combustion is practically complete.



  The accompanying drawing shows, by way of example, several embodiments of the combustion apparatus that the invention comprises.



       Fig. 1 -is an elevational view in section of a first embodiment. Fig. 2 is a plan view corresponding to FIG. 1.



       Fig. 3 is a front elevational view of a second embodiment constituting a wood stove.



       Fig. 4 is a side elevational view corresponding to FIG. 3.



       Fig. 5 is a plan view of this second embodiment.



       Fig. 6, 7 and 8 are views corresponding to FIGS. 3, 4 and 5 and relating to a third embodiment. Fi * 9 and 10 are two detail views relating to variants.



  Fig. 1 shows a log 1 to be burned arranged vertically above a hearth so as to minimize the reaction surface \? whose. the combustion is activated by jets of air coming out of nozzles of a nozzle 3, these being experimentally determined as arrangement and section, such that said surface? Combus tion preferably takes a slightly concave shape as has been shown.

   It is understood that the log thus descends automatically as it burns, remaining practically at a constant distance from the nozzle 3; this log rests by its periphery on radial fins 4 carried by the upper part of a double cone 5, which have been shown here in sheet metal, but could naturally be constituted by a refractory molded part of similar shape.

   The upper edges of the fins 4 as a whole have a conical arrangement, for example 45 half-opening, so that the log, in its descent, remains centered on the general axis of the apparatus.



  The air blown through the nozzles of. the. nozzle 3 comes out following the arrows a. penis # all around, following arrows F), <I> b '. </I>



  To raise the combustion temperature, this air has first undergone reheating, three times in the example shown: arriving through a pipe 6, following arrow c, it passes through the annular space "r provided in cone 5, ensuring thus, at the same time as it heats up, the cooling of this cone and of its fins 4 when they are in sheet metal, and escapes from it following the arrow d through pipes 8, three in number in the example shown in the drawing.

   The air thus undergoes a second reheating by the flames and the outgoing combustion gases. of the hearth by going downward following arrows b, b ', heating all the more considerable as the number of pipes 8 is higher, their diameter being able to be correspondingly reduced, which, in total, increases the surface global warming of this air.



  Finally, the latter penetrates inside the solid body 9 of the nozzle 3 through channels 10, following the arrow e of the fi. 1, channels which are equal in number to that of the tubes 8, and it thus undergoes a third reheating, the body 9 being subjected by its upper face to the licking of the flames coming from the hearth, forming a body with radial fins 11 if each killed in the same plane as one of the fins 4.

   This body carries additional dialed fins 11a, interposed between the fins 11, in the annular space comprised between the body 9 and the lower part of the double cone 5; these additional fins further increase the quantity of heat that the flames transmit to this body 9.



  It will thus be understood that one is limited, for the preliminary heating of the air and correlated in the temperature reached on the combustion surface, only by the resistance of the various parts to the temperature; this is why it may be in certain advantageous cases that the cone 5 and its upper fins are made of refractory material, the lower conical face of the annular space 7 amply sufficient for the first heating.



  In fact, the simultaneous use of a blast and end combustion, that is to say by a small surface, allows, while passing widely, even in the case of wood, a temperature of combustion from 1000 to 1200, to consume only a few hundred grams of fuel per hour, and this with complete combustion, first of the coal itself in C0 @ and of all the pyroligneous products hence reduction almost complete of the tars which clog most of the wood stoves and constitute a very important loss compared to the total calorific value of the fuel.



  A plug 12 carrying a number of lights equal to that of the tubes 8 is arranged at the lower part of the body 9 of the nozzle 3. In the position shown, these ports are opposite said tubes; for start-up, the plug is rotated at an angle equal to half of that which separates two of the tubes 8; the orifices of these are then obliterated, but, on the other hand, a bypass 10 'of one of the channels 10 is placed in communication with a tube 13.



  This tube is used for starting: the part located above the double cone 5 being filled with chips, topped if you want a little wood, then logs to consume, we light the chips below, then , by the last indicated position of the valve 12, air is blown on the hearth along arrow f, through tube 13 ,, the gases of this initial combustion escaping, along arrow b. When the hearth has set, we turn the wood bucket 12- in the first position indicated, that which masks the orifice of pipe 13. and unhides that of pipes 81, and the hearth enters normal hopscotch.



  It is advantageous from all points of view that the solid body 9 of the nozzle D is thermally insulated from below by means of, for example, a heat shield 14.



  The embodiment shown in FIGS. 3, 4 and 5 consists of a stove, the great height of which has the advantage of considerably increasing the radiation surface and the fuel reserve.



  The latter is housed, still above the hearth, in a tube 15, the upper part of which 15 'is hinged at 16, so as to be able to be folded down horizontally as indicated in phantom; the wise filling then takes place as follows:

    We begin by filling the fixed lower part of the tube 15, which is not very high, so that the first or the first two logs can be lowered there without dropping them, so as not to damage the cone 5 ( fig. 1) and especially its fins 4, then fill the upper part 15 'of the tube with reserve logs, in a more or less horizontal position, and lift it while holding the first log at its entrance until 'it comes to rest against the upper log of the fixed lower tube 15; this takes place a little before the upper tube 15 'has returned to the vertical position, which allows the passage of fingers or a board until the last moment.

   When the logs rest on each other, the upper tube 15 'is completed in the vertical position and blocked on a seal by means. a device comprising pivoting screws fitted with a nut 17.



  The hearth of this device has been shown here as suspended from the tube 15 and the ash which falls and slips below the mass 9 of the nozzle (fig. 1) ensure very good thermal insulation; the ash drawer 18 opens on the side where the maga sin tube forms the extreme tube, but nevertheless extends far to the other side, in order to ensure sufficient volume.



  The apparatus shown in FIGS. 3, 4 and 5 comprises three radiation tubes 19 joined at their upper part by a pan 20 and arranged in the same plane as the magazine tube 15, 15 ', which forms one of the ends of the row formed by these four parallel tubes.



  The blowing is caused by suction by means of a fan 21 actuated by a small electric motor 22, which fan, placed in the exhaust pipe 23 towards the chimney, causes suction through the entire apparatus; air is, in this case, admitted. directly through an orifice and a channel 6 (fig. 4) towards the annular space 7 (fig. 1): Having passed through the hearth as it has been indicated, it escapes all around to return to through the radiation tubes 19 (fig. 3, 4 and 5) to the exhaust pipe to the chimney 23.



  The embodiment indicated in the preceding figures being very bulky in height, a variant is shown in FIGS. 6, 7 and &; in which two radiation tubes 19 ,, with rising current, are placed a little. behind the magazine tube 15 and, meeting at their top, at the rear thereof, by a panty 20; lead into. a median extending tube 24 terminated = health at the tube 23, for evacuating the gases:

   This being thus placed much lower than in the previous case, can be adapted in the hatch of a chimney in the known manner.



  The fan 21 and its motor 22 were, in this variant, assumed to be blowing and not suctioning; being then very close to the hearth, they must be protected against its radiation by a strongly athermane envelope 25, filled, for example, with kieselguhr. A protective plate 26 protects the magazine tube 15 from the radiation of the tubes 19.



  In the three embodiments described, we offer to. a measured excess of air a limited fuel surface, in such a way that the combustion of carbonaceous products takes place at once in, CO ,, ensuring a much higher temperature than combustion in C0, and allowing practically complete cracking and combustion of pyroligneous or tar products.

   This combustion in CO. Is understood naturally within the limit of the dissociations caused by the very rise in temperature, but the latter nevertheless remains much higher than in the case of combustion in C0, like this usually takes place in the presence of an excess of carbonaceous products.



  The outer surface of the radiator tubes can advantageously be provided so as to have a star-shaped cross section, in order to improve the heat exchange with the environment.



  To improve the transmission power between the gas stream and the internal wall of the radiator tubes, the latter can advantageously have a varied section inside them giving the gas stream a succession of constrictions and enlargements causing a flow. tumultuous which facilitates the exchange of heat between these gases and these tubes. This can be achieved by housing in these tubes a sort of column with a transversely corrugated wall (either circular or helical).

   These interior columns may be of solid metal for heat-flying for mer, or tubular and filled with sand; they can also be water, and then, if necessary, serve as supply columns for a hot water radiator system. The great height of the vault of figs. 3, 4 and 5 is, in this case, advantageous as promoting circulation by density difference.



  If, on the contrary, the water envelops the tubes 19, there is a calorifer cbaudière with a water jacket; in this case, the jacket can also wrap around the fuel magazine tube, the latter not running the risk of being distilled in this way, but will only be dried.



  Finally, the apparatuses described can pellet agglomerates of coal which will be shaped into cylinders of suitable dimensions instead of being formed into balls as is currently done; the magazine tube can, of course, be inclined, provided that it maintains a sufficient slope to ensure the sliding of the fuel towards the hearth, itself more or less inclined.



  It is also possible, in the second arrangement in particular, and to avoid any overpressure in the apparatus, to place in the chimney, if necessary on the roof, an ejector into which the fan will blow; this arrangement, moreover known, having only the inconvenience deny absorbing appreciably more power than those which have. been described.



  In the case of the blower arrangement of FIG. 7, where the draft of the chimney, once the appliance is on, will generally be sufficient to avoid any overpressure during operation, an additional safety precaution can be taken by placing a very sensitive corrugated barometric membrane at one point on the appliance. which cuts the motor current as soon as the pressure inside the fireplace comes to. exceed ambient pressure.



  Another advantage of the devices described is that the motor 22 can be accelerated or slowed down remotely, by means of a rheostat thus making it possible to adjust the heating from a distance, or even to adjust it automatically by means of a thermostat; such commands being well known in themselves need not be described. Fig. 9 shows a partial axial section of a variant of FIG. 1, in which the conical upper face and the adjacent fins 4 of the part 5 which support the fuel are replaced by a removable refractory part 27.

   This part has a right cylindrical outer surface 28, a flat base 28 'resting on the also flat upper part of the part 5' playing the same role as the part 5 according to FIG. 1. The lower part of the conical lower surface 29 of the part 27 is provided with fins 4 'on which the lower end of the log 1 rests. A set of rings such as 27 may be provided corresponding to different diameters of log 1. Thus, reduced heating could be achieved by the use of logs of small diameter and a crown 27, also of small internal diameter.

   When, on the contrary, a greater heat flow is desired, it suffices to replace the crown 27 of small diameter by another of larger lower diameter allowing the use of larger logs, and the blowing is forced accordingly. . Fig. 10 shows a variant in which, in order to prevent combustion from outside the log 1, the tube 15 (fig. 31, 4 and 5) internally carries long and flexible metal blades 30 which form a sort of cone. expandable by the very passage of the log 1 and thus adjusting more or less exactly on its exterior. The blades 3'0 are provided so as to partially cover themselves as seen at 31.



  It will be noted that the forced draft combustion devices which have been described function in a way unlike gas generators or blast furnaces. In fact, in these, the aim pursued is ultimately to obtain a reducing gas, that is to say as loaded as possible with carbon oxide. In the devices described, on the contrary, things are arranged so as to obtain as complete a combustion as possible, the carbonaceous products being transformed into carbon dioxide in the maximum proportion that the dissociations due to the much higher temperature allow. is thus obtained.

   It has been seen, in the preceding description, that, in order to obtain this effect, only a limited surface area of fuel is offered to the blown air, thus obtaining in addition a limitation of the quantity of heat released by the air. impossibility of extending the mass in reaction under the very influence of this heat and of the very high temperature obtained. The choice of the fuel section makes it possible to adjust the heat output of the appliance to the desired order of magnitude. This flow rate can then be varied between certain limits by adjusting the intensity of the blowing. The controlled variation of the air blowing nevertheless makes it possible to vary this quantity of heat at will between certain limits.

 

Claims (1)

REVENDICATIONS I. Procédé pour réaliser la combustion de combustibles solides avec un haut rendement, caractérisé en ce qu'on utilise le combustible sous forme de blocs au moins approximative ment cylindriques, en ce qu'on localise la combustion sur l'une des faces terminales d'un de ces blocs, et en ce qu'on produit et règle l'arrivée d'air au contact de cette face de telle façon que la zone de combustion loca lisée en. cet endroit soit portée à une tempé rature assez élevée pour assurer une combus tion pratiquement complète. II. CLAIMS I. Process for carrying out the combustion of solid fuels with a high efficiency, characterized in that the fuel is used in the form of at least approximately cylindrical blocks, in that the combustion is located on one of the end faces of one of these blocks, and in that the air inlet in contact with this face is produced and regulated in such a way that the localized combustion zone in. this place is brought to a temperature high enough to ensure practically complete combustion. II. Appareil de combustion pour la mise en muvre du procédé suivant la revendication I, caractérisé .en ce qu'il comporte une cham bre cylindrique pour recevoir à peu près coaxialement un bloc de combustible égale ment au moins approximativement cylindri que, venant appuyer par une de ses extrémi tés sur un support, en ce qu'il comporte des moyens pour amener, en quantité réglable, de l'air contre cette extrémité, afin de loca liser la combustion en cet endroit et de porter celui-ci à une température assez élevée pour que la combustion soit pratiquement com plète. SOUS-REVENDICATIONS 1. Combustion apparatus for carrying out the method according to claim I, characterized in that it comprises a cylindrical chamber for receiving approximately coaxially a fuel block also at least approximately cylindrical, coming to rest by one of its ends on a support, in that it comprises means for bringing, in an adjustable quantity, air against this end, in order to localize the combustion in this place and to bring it to a fairly high temperature so that combustion is practically complete. SUB-CLAIMS 1. Procédé selon la revendication I, ca ractérisé en ce que l'air est amené préalable ment chauffé et par tirage forcé, contre la face terminale du bloc combustible. 2. Procédé selon la revendication I, carac térisé en ce qu'on chasse l'air contre la face terminale du bloc combustible sous forme de plusieurs jets disposés de telle manière que cette face prenne et conserve une forme légè rement concave. 3. Appareil selon la revendication II, ca ractérisé en ce que la chambre susdite est pré vue pour recevoir bout à bout plusieurs blocs descendant par gravité vers le support, au fur et à mesure de la combustion. 4. Process according to Claim I, characterized in that the air is brought beforehand heated and by forced draft, against the end face of the fuel block. 2. Method according to claim I, charac terized in that the air is driven against the end face of the fuel block in the form of several jets arranged so that this face takes and maintains a slightly concave shape. 3. Apparatus according to claim II, ca ractérisé in that the aforesaid chamber is designed to receive end to end several blocks descending by gravity towards the support, as the combustion progresses. 4. Appareil selon la revendication II, ca ractérisé en ce que l'axe de la chambre est vertical, en ce que l'arrivée de l'air de com bustion contre la face inférieure du bloc en train de brûler a lieu de bas en haut, et en ce que les gaz de la combustion quittent la zone de combustion en se dirigeant vers le bas. 5. Appareil selon la revendication II, ca ractérisé en ce que le support susdit présente des ailettes pour soutirer de la chaleur aux olaz de la combustion et la communiquer à l'air d'alimentation. 6. Appareil selon la revendication II et la sous-revendication 3, caractérisé en ce que la chambre susdite est disposée de manière à éviter toute distillation du combustible avant qu'il n'arrive dans la zone de combustion. 7. Apparatus according to claim II, characterized in that the axis of the chamber is vertical, in that the arrival of the combustion air against the underside of the burning block takes place from bottom to top, and in that the combustion gases leave the combustion zone in a downward direction. 5. Apparatus according to claim II, characterized in that the aforesaid support has fins for withdrawing heat from the combustion gases and communicating it to the supply air. 6. Apparatus according to claim II and sub-claim 3, characterized in that the aforesaid chamber is arranged so as to avoid any distillation of the fuel before it arrives in the combustion zone. 7. Appareil selon la revendication II et la, sous-revendication 3, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens venant embrasser le bloc en train de brûler, un peu au-dessus de la. zone de combustion, pour empêcher toute extension de la combustion en direction du haut. 8. Appareil selon la revendication II, ca ractérisé en ce que l'air de combustion est accéléré au moyen d'un ventilateur entraîné par un moteur électrique dont la vitesse est réglable à distance. 9-. Appareil selon la revendication II, ca ractérisé en ce qu'il comporte un dispositif de sécurité comprenant une membrane baromé trique ondulée très sensible, coupant le cou rant d'alimentation du moteur en cas de sur pression. Apparatus according to claim II and the, sub-claim 3, characterized in that it comprises means coming to embrace the block in the process of burning, a little above the. combustion zone, to prevent any extension of the combustion towards the top. 8. Apparatus according to claim II, characterized in that the combustion air is accelerated by means of a fan driven by an electric motor whose speed is adjustable remotely. 9-. Apparatus according to claim II, characterized in that it comprises a safety device comprising a very sensitive corrugated barometric membrane, cutting off the motor supply current in the event of overpressure. 10. Appareil selon la revendication II, caractérisé en ce qu'il comporte au moins un, tube de rayonnement parcouru par les gaz de combustion, présentant à son intérieur une section variée donnant à la veine gazeuse une succession d'étrangl < @znents et d'élargisse- rnents, provoquant un écoulement tumultueux qui facilite les échanges de chaleur entre eux et le tube, et présentant une surface exté rieure dont la section transversale est en étoile, pour améliorer l'échange de chaleur avec l'ambiance. 11. 10. Apparatus according to claim II, characterized in that it comprises at least one radiation tube traversed by the combustion gases, having inside it a varied section giving the gas stream a succession of strangl <@znents and widenings, causing a tumultuous flow which facilitates the exchange of heat between them and the tube, and presenting an external surface whose cross section is star-shaped, to improve the heat exchange with the environment. 11. Appareil selon la revendication II, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens pour permettre la marche avec des blocs combustibles de sections différentes que l'on choisit selon l'ordre de grandeur du débit de chaleur désiré. Apparatus according to Claim II, characterized in that it comprises means for allowing operation with fuel blocks of different sections which are chosen according to the order of magnitude of the desired heat flow.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3017384A1 (en) * 1980-05-07 1981-11-12 Bollmann jun., Heinrich, 3201 Söhlde Straw-bale-fired boiler - has horizontal feed mechanism with bale stop extending into initial combustion zone

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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DE3017384A1 (en) * 1980-05-07 1981-11-12 Bollmann jun., Heinrich, 3201 Söhlde Straw-bale-fired boiler - has horizontal feed mechanism with bale stop extending into initial combustion zone

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