Appareil pour réaliser la combustion de combustibles solides avec un haut rendement. Le brevet principal nQ 2-2'552i5 porte sur un procédé pour réaliser la combustion de combustibles solides avec un haut rendement, et sur un appareil pour .la mise en aeuvre de ce procédé.
Selon ce procédé, on utilise le combustible sous forme de blocs au moins approximative ment cylindriques, on localise la combustion sur l'une des faces terminales d'un de ces blocs, et on produit et règle l'arrivée d'air au contact de cette face de telle façon que la zone de combustion localisée en: cet endroit soit portée à une température assez élevée pour assurer une combustion pratiquement complète.
L'appareil pour la mise en oeuvre de ce procédé est caractérisé, dans la revendication II du brevet principal, en ce qu'il comporte une chambre cylindrique pour recevoir à peu près coaxialement un bloc de combustible au moins approximativement cylindrique, venant 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.
La présente invention a pour objet un ap pareil pour réaliser la combustion de .com bustibles solides avec un haut rendement, se lon la revendication II du brevet principal, mais caractérisé par un dispositif de réchauf- fage de l'air de combustion, disposé au-des sous de l'endroit où a lieu la combustion et constitué par des passages parcourus à contre- courant par ledit air et par les gaz de com bustion, une partie au moins -de ces passages présentant des parois verticales.
Grâce à,ce dispositif de réchauffage, l'air de combustion peut être porté à une tempéra ture très élevée, ce qui contribue à l'amélio- ration du rendement de la combustion. En outre, ledit dispositif peut présenter, en sec tion horizontale, de grands espaces pour la chute des cendres qui sont ainsi évacuées par gravité de l'endroit où a lieu la combustion et peuvent être récoltées dans un cendrier au-dessous du dispositif.
Le dessin annexé représente, à titre d'exemples, plusieurs formes d'exécution de l'appareil faisant l'objet de l'invention.
La- fi-. 1 est une coupe verticale à tra vers une partie d'une première forme d'exé cution de l'appareil, montrant son dispositif de réchauffage de l'air de combustion.
La fig. 2 est une coupe horizontale selon la ligne II-II de la fig. 1.
La. fig. 3 se rapporte à une seconde forme d'exécution de l'appareil et montre, en coupe verticale, une partie de son dispositif de ré- chauffage.
La fig. 4 est une coupe selon la ligne IV-IV de la fig. & La fig. 5 est une élévation avec parties arrachées du dispositif de réchauffage d'une troisième forme d'exécution de l'appareil.
La fig. 6 est une vue en élévation de face d'une quatrième forme d'exécution de l'appa reil.
La. fil-. 7 est une vue en élévation latérale de cet appareil.
La fig. 8 est une coupe horizontale à tra vers le dispositif de réchauffage d'une autre forme d'exécution de .l'appareil.
La fig. 9 est une coupe verticale d'une dernière forme d'exécution de l'appareil, et La fig. 10 est une coupe horizontale selon la ligne X-X de la fig. 9.
Les mêmes chiffres de référence indiquent les mêmes parties dans toutes les figures du dessin.
Dans tous les appareils représentés, comme on le voit plus particulièrement aux fil-. 1 et 9, une bûche 1 à. brûler est disposée verticalement de manière à réduire au mini mum la surface de réaction 2 dont la com bustion est activée par des jets d'air sortant d'ajutages d'une buse 3 (fig. 1 et 3). Les jets d'air sont dirigés de manière que ladite sur face 2 de combustion prenne de préférence une forme légèrement concave comme il a été représenté. On comprend que la bûche des cend ainsi automatiquement au fur et à me- sure de sa combustion en demeurant pratique ment à une distance constante de la buse 3; cette bûche repose par sa périphérie sur des ailettes radiales 4 (fig. 1 et 9).
Dans la forme d'exécution de da fi-. 1, ces ailettes 4 sont venues de fabrication avec des pièces 32 en matière réfractaire, logées dans un espace compris entre un cône 33 en tôle et une enve loppe 34 du dispositif de, réchauffage. Dans la forme d'exécution de la. fig. 9, ces ailettes 4 sont en tôle et sont portées par la face su périeure d'un cône 5.
Les arêtes supérieures des ailettes 4 présentent dans leur ensemble une disposition conique, par exemple à 45 de demi-ouverture, de telle manière que la bûche, dans sa. descente, demeure centrée sur l'axe général de l'appareil.
L'air soufflé à travers les ajutages de la buse 3 en sort suivant les flèches a (fig. 1 et 3).
Dans l'appareil des fig. 1 et 2, le disposi tif de réchauffage de l'air de combustion est constitué par une pièce 35 métallique, par exemple en fonte, dont la section horizontale est en forme d'étoile. Cette pièce est logée dans l'enveloppe 34 en matière isolante de la chaleur, laquelle comporte intérieurement un revêtement<B>36</B> en tôle. La. pièce 35 présente en son centre un évidement 37; elle porte la buse 3 vissée à sa partie supérieure.
Cette buse 3,, comme on le voit aux fig. 1 et 3, est élargie en forme de champignon évidé dont le chapeau est percé de trous pour le passage de l'air de combustion. Grâce à cette forme élargie, la buse présente une large. surface au-dessous de. la partie en igni tion de la bûche 1, ce qui provoque son échauffement par le rayonnement de la sur face en ignition et par là un réchauffage sup plémentaire de l'air de combustion.
Cette buse 3 présente encore une protubé rance 54 sur laquelle peut reposer la bûche 1 lorsque celle-ei est d'un diamètre trop petit pour appuyer sur les ailettes 4; l'arrivée d'air ne risque pas ainsi d'être obstruée par cette bûche. L'évidement 37 est parcouru de bas en haut, comme l'indique la flèche f, par l'air de combustion, et les gaz de combustion des- cendent dans les espaces entre les branches de la pièce 35, comme l'indiquent les flèches g.
Ces gaz de combustion chauffent la pièce 3,5, laquelle communique sa chaleur à l'air pas sant dans l'évidement 37. L'air et les gaz circulent à contre-courant. L'appareil repré senté aux fig. 1 et 2 donne un réchauf f aâe modéré de Pair de combustion; il est spéciale ment destiné au cas où des agglomérés de charbon sont brûlés dans ledit appareil.
L'appareil partiellement représenté aux fig. 3 et 4 est par contre destiné à provoquer un fort réchauffage de l'air de combustion; un tel réchauffage est intéressant dans les cas où du bois ou des agglomérés de sciure, de lignite ou de tourbe sont brûlés dans l'ap pareil. Le dispositif de réchauffage de cet appareil est constitué par une tôle repliée sur elle-même de .manière à former un corps 38 de forme étoilée en section horizontale (fig. 4).
Ce corps est également logé dans une enveloppe, comme dans la fozme d'exécution précédente. L'ouverture centrale'de ce corps est remplie pair une tige 39, de manière à obliger d'air pénétrant dans -ce corps par un tube 40,à s'écouler à l'intérieur des branches du corps 38, ainsi que le montrent les flèches <I>f</I> et h. La buse 3 est vissée sur un tube soli daire du corps 38. Les gaz de combustion s'écoulent comme le montrent les flèches g, entre les branches du corps 38.
L'air à chauf fer et les gaz chauffants s'écoulent donc à contre-courant et la faible épaisseur de mé tal les séparant procure une bonne transmis sion de chaleur entre eux.
Le dispositif de réchauffage d'une Croi sière forme d'exécution de l'appareil est re présenté à la fig. 5. Ce dispositif de réchauf- fage comporte .des tubes verticaux 41 dans lesquels monte l'air à réchauffer comme l'in diquent les flèches i, une tige centrale 42 maintenant ces tubes entre eux. Le nombre de ceux-ci est variable, deux sont représentés au dessin, mais le dispositif pourrait en com porter un nombre beaucoup plus grand.
Ces tubes sont logés dans une enveloppe, comme dans les formes d'exécution précédentes, et les gaz de -combustion descendent autour d'eux. Ce dispositif de réchauffage est d'une fabri cation plus simple que celui de la forme d'exécution précédente et à peu près équiva lent; il s'applique avantageusement à un ap pareil brûlant du bois et des agglomérés de sciure, de lignite ou de tourbe.
La forme d'exécution complète de. l'appa reil représentée aux fig. 6 et 7 comporte un tube magasin 15, 15' dans lequel se trouve le combustible qui brûle dans la pairtie 15'. Les gaz chauds venant de cette partie 15' sont envoyés à travers quatre tubes de rayon nement 19. Ces tubes sont reliés en série et un ventilateur 21, actionné par un moteur 22, chasse les gaz ayant parcouru les tubes 19 dans le sens de la flèche k (fig. 7).
La sec tion transversale des tubes 19 est carrée; leurs pans sont disposés de telle sorte .que des perpendiculaires élevées sur eux ne ren contrent pas les tubes voisins. Ceux-ci ont pour but d'assurer un bon rayonnement de la chaleur -de ces tubes. Cet appareil sera, par exemple, muni d'un dispositif :de réchauf- fage de l'air analogue à celui des fig. 3, et 4.
Comme on le comprend, le fonctionnement -de cet appareil est le suivant: . Le ventilateur 21 provoque, par aspira tion, la circulation des gaz .dans tout l'appa reil, comme le montrent les flèches à la fig. 6, l'air de combustion étant aspiré par le tube 40. Les gaz de,combustion transmettent leur chaleur à l'ambiance grâce aux tubes de rayonnement 19. Pour faciliter l'allumage du foyer, un by-pass 43, muni d'un robinet à boisseau 4-4, est prévu entre la partie 15' du tube magasin et le dernier tube 19 de rayon nement -de .la série de ces tubes.
Des moyens non représentés sont prévus pour l'évacuation des cendres au-dessous de la partie 15'.
Dans la forme d'exécution partiellement représentée à la fig. 8, le dispositif de ré- chauffage comporte une pièce métallique 45, par exemple en fonte, extérieurement cylin drique, creuse, et présentant à l'intérieur des ailettes 46. Cette pièce 45-est logée dans une enveloppe réfractaire 3-4, garnie intérieure- ment d'un revêtement 36 en tôle.
Un espace 47 est laissé entre la pièce 45 et le revête- ment 36. L'air à réchauffer monte dans l'es pace 47 et les gaz de combustion descendent à l'intérieur de la pièce 45. Ce dispositif per met un réchauffement modéré de l'air par rapport à. la. température des gaz de combus tion et s'applique particulièrement bien aux appareils brûlant des agglomérés de charbon. L'air montant dans :l'espace 47 est injecté périphériquement, comme il va être indiqué en référence à la fig. 9.
Dans les fig. 9 et 10 se rapportant à une dernière forme d'exécution de l'appareil, le dispositif de réchauffage consiste en une tôle repliée sur elle-même, de manière à former un corps 48 de forme étoilée en section hori zontale (fig. 10). La surface latérale enve loppante de ce corps est de forme. générale cylindrique circulaire, ce corps est logé dans une enveloppe 49 en tôle, un petit espace étant laissé entre cette enveloppe et le corps 48.
Le corps 48 et l'enveloppe 49 sont eux- mêmes logés dans une enveloppe 34 en ma tière réfractaire garnie intérieurement d'un revêtement métallique 36. L'air à réchauffer pénètre par une ouverture 50 dans un distri buteur 51 de forme circulaire et, de là, passe dans des canaux 5? verticaux constitués par les branches internes du corps 48 et l'enve loppe 49. L'air réchauffé sort à la. partie su périeure de ces -canaux 52 et passe à travers des orifices 53: ménagés dans le cône 5 et vient frapper la bûche 1 sur sa surface de réaction 2.
Ces orifices 53 sont percés obli- quement dans le cône 5, de manière que l'air qui en sort ,soit animé d'un mouvement géné ral giratoire et vienne balayer en tournant la surface 2i de réaction de la bûche 1, ce qui permet un réchauffage préalable supplémen taire de cet air. Ce mouvement. giratoire de l'air de combustion pourrait aussi être obtenu par d'autres moyens, par exemple par des chi canes. Les gaz de combustion chauds descen dent verticalement à l'intérieur du corps 48.
Ce dispositif de réchauffage, qui présente une grande surface d'échange entre l'air et les gaz de combustion, est spécialement destiné à. être adapté à un appareil brûlant du bois ou des agglomérés de sciure, de lignite ou de tourbe. L'ouverture 50 peut être reliée à une souf flerie d'air et, dans ce cas, le ventilateur 21 (fig. 6 et 7) peut être supprimé. Cette souf flerie, qui peut également être un ventila teur, sera avantageusement du genre d'un soufflet d'orgue; elle pourra donc, par exem ple, comporter deux soufflets travaillant al ternativement, entraînés par un moteur élec trique très démultiplié.
Une telle soufflerie donnera une pression et un débit d'air cons tants, suffisants pour chasser de l'air à tra vers le dispositif de réchauffage et mettre en circulation forcée les gaz dans tout l'appareil.
Dans toutes les formes d'exécution re présentées de l'appareil, le dispositif de ré- chauffage présente en section horizontale de grands espaces pour le passage des cendres tombant de la surface de réaction 2. On voit ces passages à la fig. 2- entre les branches de la pièce 35, à la fig. 4 entre .les branches du corps 38, à la fig. 8 à l'intérieur de la pièce 45 et à la fig. 10 à l'intérieur du corps 48.
Ces passages de grande section permettent une bonne évacuation des cendres. Cette éva cuation est. encore facilitée du fait que les cendres sont entraînées dans le sens de leur chute par les gaz de combustion. Dans toutes les formes d'exécution représentées une par tie au moins de ces passages présente des pa rois verticales.