Chaudière à foyer pour tous combustibles solides. Les chaudières et foyers automatiques à charbon, pour chauffage central, actuellement sur le marché, se divisent en deux catégories, et chacune d'elles ne peut utiliser qu'une espèce de charbon, soit du combustible maigre non agglutinant, soit du combustible gras agglu tinant.
L'approvisionnement en charbon d'une eaté;orie déterminée n'étant pas toujours assuré de façon régulière, les usagers sont. sus eeptibles de rencontrer des difficultés pour obtenir le combustible qui convient aux foyers qu'ils possèdent.
Ils peuvent être conduits à utiliser des com bustibles qui ne conviennent pas à leur chau dière, ce qui peut donner lieu à des accidents et, de toute façon, à. un très mauvais rende ment on à payer trop cher un combustible convenable, mais rare.
La présente invention a pour objet une chaudière à foyer pour tous combustibles soli des, caractérisée en ce que le foyer comporte une sole plane au-dessus de laquelle est dis posé un conduit d'amenée du combustible, mé nageant à sa base, au-dessus de ladite sole, d'un côté, une fente pour l'amenée de l'air de combustion et, de l'autre côté, qui est le côté intérieur, une fente pour l'écoulement des gaz de combustion et l'évacuation des mâ chefers, ce qui permet (le -dégager les mâche fers par glissement sur cette sole.
Le dessin annexé représente, à titre d'exemple, des formes d'exécution de la chau dière, objet de l'invention. La fig. 1 est une coupe transversale de la première forme d'exécution de la chaudière.
La fig. 2 est une coupe longitudinale de la chaudière suivant la ligne<B>2-92</B> de la fig. <B>1.</B> La fig. 3 est une vue en bout de cette chaudière.
La fig. -1 est une -vite partielle, en plan, avec parties coupées montrant un mécanisme d'actionnement de poussoirs.
La fig. 5 est une coupe d'un clapet équi libré. ' Les fig. 6 et 7 sont des coupes verticale et horizontale d'un dispositif destiné à casser le coche formé par le combustible.
Les fig. 8 et 9 sont des schémas explicatifs du fonctionnement du foyer.
La fig. 10 est une coupe transversale ver ticale d'une seconde forme d'exécution de la chaudière.
La fig. 11 est une vue latérale de cette seconde forme d'exécution.
La fig. 12 est une coupe horizontale par tielle suivant la ligne 12-12 de la fig. 10. La fig. 13 est une vue de côté de la se conde forme d'exécution.
Les fig. 11 et 15 sont des vues en coupe et en plan d'un conduit de soufflage d'air à travers la sole.
La fig. 16 est une coupe d'une ouïe d'aspi ration.
La fig. 17 est une coupe montrant le fonc tionnement du foyer.
La fig. 18 est une vue d'une autre forme d'exécution du foyer en coupe suivant un plan parallèle à la direction de déplacement des poussoirs et montrant. notamment un écran en coupe transversale suivant la ligne 18-18 de la fig. 19.
La fig. 19 est une coupe longitudinale de l'écran, suivant. la ligne 19-19 de la fig. 18. La fig. 20 est. une vue partielle en plan de la chaudière et d'un conduit de fumée. La fig. 21 est une vue en élévation d'un dispositif d'entraînement.
La fig. 22 est une coupe -d'un coupleur. La fig. 23 est un schéma des circuits élec triques que comprend une forme d'exécution.
La forme d'exécution de la chaudière re présentée sur les fig. 1 à 9 comporte les élé ments essentiels suivants: n) U7a <I>corps cylindrique 1</I> horizontal reposant sur un massif de fondation par des goussets 2 et. enveloppé d'un coffre parallé lépipédique 3.
Ce corps cylindrique 1 est limité aux extrémités par des plaques tubulaires 4, 5, clans lesquelles sont fixées par dudgeonnage, soudure au autres moyens, les extrémités ouvertes de tubes de fumée 6 parallèles à l'axe du corps cylindrique.
Les plaques tubulaires 4, 5, portent des boîtes de fumée 7 fermées par des couvercles amovibles 8, réunissant les extrémités ouvertes d'un certain nombre de tubes de fumée pour créer, dans le faisceau tubulaire, une circula tion alternée des gaz chauds dans un sens, puis, dans l'autre.
<I>b) Un</I> foyer <I>intérieur 9</I> logé dans ledit. corps cylindrique horizontal et constitué par une enceinte métallique dis posée au-dessus du faisceau tubulaire 6 et s'étendant, avec la même section, sur une grande partie de la longueur du corps cylin drique 1.
Ce foyer présente une sole horizontale 10 débouchant extérieurement à travers la paroi cylindrique du corps 1 et raccordée à ce corps, une vuCite 11 limitant la chambre de combus tion est disposée au-dessus de la sole 1.0, un cendrier 13 est. raccordé à la voûte 11 par une paroi inclinée 12, et à. la sole par une paroi verticale 14.
La voûte 11 du foyer se raccorde à. un con duit vertical 15 d'amenée de combustible qui sera décrit, phis loin, en ménageant au-dessus de la sole 10 une fente horizontale 16 (fig. 1 et 2).
Le foyer communique, à une de ses extré mités, par un conduit transversal 17 de sec tion réduite, avec une chambre longitudinale cylindrique 18 débouchant hors du corps ey- lindrique 1 et fermée par un tampon de visite 19. Dans cette chambre s'achève la combus tion, dont les phases principales ont eu lieu clans le foyer.
La chambre longitudinale cylindrique 18 communique, par son extrémité opposée à celle qui reçoit. le conduit transversal 17, avec un collecteur transversal 20 clans lequel débou chent les tubes 6 de la première série des tubes du faisceau tubulaire. Ce collecteur transversal présente un tampon de visite exté- rieur 80.
Les gaz de combustion parcourent. ainsi le faisceau de tubes de fumée alternativement dans un sens puis dans l'autre, en passant dans les boîtes de fumée 7, 8.
Ils sortent. du faisceau par la boîte infé rieure qui se prolonge par un conduit 21, rac cordé à une ouïe d'aspiration d'un ventila teur ?? entraîné par un moteur électrique 23 et refoulant. les gaz de combustion dans une cheminée.
Ce ventilateur et son moteur d'entraîne- nient sont placés sur le coffre 3 de la chau dière.
Le foyer 9 comporte enfin en bout et du côté opposé au conduit- 17, une arrivée d'air secondaire 354, raccordée à, un conduit 52 fermé en bout par un bouchon 53 percé d'un trou dont on peut régler l'orifice de passage au moyen d'une rondelle amovible.
c)<I>Un dispositif</I> d'alimentation <I>en</I> comffiustiblP comportant une trémie 24 d'accumulation de combustible, présentant des plans inclinés pa rallèles à. l'axe du corps eT-lindrique 1 et. abou tissant au conduit vertical 15 débouchant à sa partie inférieure au-dessus de la sole 10 du foyer. Le conduit 15 présente une section ho rizontale croissant légèrement dans le sens de déplacement du combustible pour éviter le blocage (les combustibles gonflant à l'échauf fement.
La trémie 24 est fermée et comporte un tampon (le remplissage 25 sur sa paroi supé rieure. Le conduit vertical d'alimentation 15 communique à sa, partie supérieure, d'une part, avec le foyer 9, par l'intermédiaire de la fente horizontale 16 et du côté opposé par une fente horizontale 27, de plus faible hau teur, avec un conduit d'arrivée d'air 26 à section transversale en forme de coin, et dont la paroi inférieure est constituée par la sole 10.
Des trous calibrés placés à la partie supé rieure de la trémie magasin de combivstible, per mettent une rentrée d'air dans cette trémie, par suite de la dépression qui se transmet du foyer à cette trémie. Cet air balaie la masse de combustible et entraîne vers le foyer les produits gazeux de distillation, de manière que ces produits ne puissent pas remonter dans la trémie lorsque le combustible en libère mie quantité importante. Les trous sont cali brés de telle manière qu'en marche en veil leuse, le ventilateur aspirateur, arrêté, il ne puisse pas se produire un tirage de la trémie vers -le foyer inversant ainsi le tirage naturel d( la cheminée.
d) <I>Un dispositif casse-coke</I> disposé dans la trémie 24 et le conduit. 15.
Ce dispositif comporte un vilebrequin 28 disposé horizontalement dans le plan vertical médian du conduit 15 tourillonnant dans des paliers 29 portés par la charpente 30 formant armature de la trémie 24. Ce vilebrequin est entraîné en bout par un moteur électrique 31 (fig. 3<B>)</B> par l'intermédiaire d'un réducteur à roue hélicoïdale et vis sans fin 32.
Dans les parties excentrées du vilebrequin sont articulées des bielles 33 attelées chacune à une tige verticale 34 coulissant verticale ment dans des guides 35 portés par le con duit<B>15.</B> Chaque tige 34 peut être terminée à sa partie inférieure par une pointe, cas de la tige gauche de la fig. 2, ou porter une barrette transversale 36, cas de la deuxième tige de cette figure.
Les tiges 34 peuvent également être réu- xiies, à leur partie inférieure, par une barre longitudinale 37 comportant des ailettes trans versales<B>37,</B> (fig. 6 et 7). Les parois internes du conduit vertical 15 comportent en saillie des ergots 38 (fig. 1, 2, 6 et 7) destinés à re tenir le coke, de manière qu'il soit brisé par les dispositifs précédemment décrits dans leur mouvement. descendant.
Les moyens de poussée formés par les ailettes<B>37,</B> passent dans leur mouvement alternatif entre les ergots 38.
La charpente 30 supporte, dans la trémie 24, un toit 39 à deux pentes qui protège le vilebrequin 28 et les bielles 33 du contact du charbon contenu dans cette trémie. Dans le cas d'utilisation de combustibles maigres, anthracite, anthraciteux ou coke, le casse-coke pourrait être avantageusement arrêté, au moyen d'un dispositif de commande disposé sur un tableau électrique. e) hn <I>dispositif de</I> décrassage <I>à. poussoirs.</I> Ce dispositif comporte des poussoirs 40 destinés à glisser sur la partie de la sole du foyer formant paroi pour le conduit d'arrivée d'air 26. Ces poussoirs 40 sont maintenus au contact. de cette sole par des guides 41.
Ils sont attelés par des bielles 42 à un vilebre quin 43 tourillonnant dans des paliers 44 por tés par une charpente 47 du coffre 3 de la chaudière.
Ce vilebrequin 43 est entraîné à une extré mité par un moteur électrique 45, par l'inter médiaire d'un réducteur de vitesse 46.
Une porte 54, ménagée dans le coffre 2, permet l'accès aux poussoirs 40 et à leurs bielles 42. <I>f) Un dispositif de</I> by-pass destiné à permettrela marche de la chaudière avec la seule dépression de la cheminée. Ce dispositif est constitué par un conduit de by-pass 81 reliant la chambre transversale cylindrique 20 au conduit 21 à son entrée dans le ventilateur 22.
Sur ce conduit by-pass 81 est intercalé un clapet 48 à battant 50 équilibré par un contrepoids 49 qui se maintient dans sa posi tion d'ouverture (fig. 5) lorsque les gaz s'écou lent à faible vitesse, un flux gazeux de vitesse notable étant susceptible d'amener le battant 50 de ce clapet contre un siège oblique 51, avec l'appoint du contrepoids 49, le battant 50 étant alors maintenu appliqué par le siège 51 par la différence des pressions agissant sur ses deux faces. g) Fonctionnement.
La forme d'exécution de la chaudière ci- dessus décrite fonctionne de la facon sui vante: Le combustible de petit calibre est intro duit et emmagasiné dans la trémie 24 par le tampon supérieur 25.
Au fur et à mesure de la combustion, ce combustible descend dans le conduit 15 dont la forme légèrement évasée vers le bas permet d'éviter le blocage du combustible dans le con duit sous l'effet de son gonflement.
Au débouché du conduit vertical 15, le combustible s'étale sur la sole 10 du foyer sui vant deux talus d'éboulement Tl, T2 (fig. 8), l'un, T1, étant. destiné à. s'écouler par la fente 16 du côté foyer 9, l'autre, T\?, par la fente 27 du côté du conduit. d'arrivée d'air 26.
Sous l'effet. de la dépression créée dans le foyer 9 par l'aspiration du ventilateur 22, un courant d'air s'établit suivant. les flèches F dans le conduit 26 d'amenée d'air et à travers ,a couche de- combustible contenue entre les deux talus T1 et T2 qui entre ainsi en combustion.
Si le combustible est agglutinant, il se pro duit, en C (fig. 9) au-dessus de la. couche infé rieure en combustion, une couche de coke aggloméré qui formerait un bouchon dans le conduit 15 et. empêcherait ainsi la descente du combustible jusqu'au foyer.
Les tiges 34 du dispositif casse-coke, en traînées dans un mouvement alternatif verti- cal par leur liaison au vilebrequin 28, s'abais sent à intervalles réguliers et brisent. ladite couche de coke forme en C (fig. 8).
Lesergots38tenus ensailliedansledit conduit 15,retiennent ladite couche par ses bords, de manière que la tige 34 ne la pousse pas tout d'un bloc dans la. couche en combustion. La couche formant gâteau est retenue sur les bords par les ergots 38, est défoncée par la tige 34 qui la casse ainsi en morceaux, en traînés ensuite avec le combustible.
Les morceaux de coke ainsi formés achè vent leur combustion avec le reste de combus tible sur la sole 10 du foyer.
Dnas le cas d'utilisation de combustibles bitumeux, le coke qui se forme dans le voisi nage le plus immédiat de la masse en ignition supporte le combustible fondu en une masse pâteuse qui adhère à ce coke. Lors de la rup ture de la couche de coke par le casse-coke, le charbon fondu est entraîné avec ce coke et mis en contact. avec le combustible en ignition, ce qui favorise le dégagement des matières vo latiles et facilite la combustion.
Pour se rendre dans le foyer 9, les gaz de distillation traversent la. couche du combusti ble en ignition, ce qui a pour effet d'élever leur température et. de modifier leur composi tion chimique, en les transformant de produits lourds en produits légers (craking), ce qui facilite leur combustion.
Ce système de combustion est. particulière ment intéressant dans le cas de combustible à haute teneur en matières volatiles, parce qu'il évite l'obligation d'avoir recours à des garnitures réfractaires pour permettre leur combustion rapide et complète.
Les orifices calibrés, percés à. la partie su périeure de la trémie-magasin de combustible, permettent, comme on l'a dit, l'entrée d'une ouantité d'air suffisante pour éviter que les gaz de distillation remontent dans la trémie, particulièrement au moment de l'arrêt du ven tilateur aspirateur, il se produit. ainsi un ba layage permanent. de la masse de combustible.
La vitesse élevée du courant. d'air à son passage dans le fente 27 donne lieu, au voi sinage de cette fente, à une température éle- v ée qui produit la fusion des cendres même peu fusibles et la formation d'une couche de mâchefer JZ. Ce mâchefer en fusion tend à s'écouler vers le foyer 9, tandis que la partie de la eouehe qui reçoit l'arrivée d'air frais da e & té chi conduit 26 a tendance à se solidi fier par refroidissement.
Ce mâchefer envahirait le foyer s'il n'était. évacué. Dans ce but, les poussoirs 40 décrits plus faut et entraînés par le vilebrequin 43 en trent en action à intervalles contrôlés (fig. 9 ). ('es poussoirs 40 avancent suivant la flèche<B><I>f l.</I></B> poussant la. plaque de mâchefer IlT formé de vant la fente 27 qui, lui-même, pousse ceux formés précédemment.
La, plaque de mâchefer amollie par la tem pérature élevée du foyer se brise normale ment. sous son propre poids lorsqu'elle arrive en porte-à-faux en avant de la. paroi verticale 14. Elle tombe alors dans le cendrier 13.
Si cette plaque trop homogène ne se bri sait pas d'elle-même au-dessus de la paroi 14, elle viendrait rencontrer la paroi inclinée 12 du foyer 9, elle glisserait contre cette paroi et se briserait pour tomber dans le cendrier 73 (fig. 9).
Lorsque les poussoirs 40 reviennent à leur position arrière, le combustible en ignition qui n'est plus supporté remplit. la partie dégagée sous l'effet de son poids et par l'action du casse-col:e, et la fente 27 étant. découverte, l'air de combustion pénètre à nouveau dans le foyer.
Les poussoirs interviennent à des inter valles de temps qui varient suivant la teneur cil cendres du combustible et. l'allure du foyer.
In régime établi, la combustion principale ou primaire se fait dans la partie de la cou che voisine :du talus T2, cette partie recevant du charbon frais après chaque retour en arrière des poussoirs. La partie de la couche voisine de la zone Tl comporte une propor tion importante de mâchefers non agglomérés traversés par les flammes.
L'air secondaire admis par l'ouverture 354 permet. aux gaz encore combustibles ayant traversé la zone T1 .d'achever leur combustion dans le foyer 9.
Les particules de combustible non brûlées qui sont incluses dans les mâchefers divisés voisins de la zone Tl, brûlent, soit au moyen ale l'oxygène qui traverse ces mâchefers, soit par réduction de l'acide carbonique en oxyde de carbone, ce qui permet de réduire att mini mum la teneur en imbrûlés des mâchefers poussés dans le cendrier 13.
Cette disposition est aussi intéressante dans le cas de combustibles non agglutinants, parce que les fines particules contenues dans le combustible et qui sont entraînées par l'air de combustion primaire, sont retenues lors du passage des gaz de combustion à travers la couche de mâchefers, qui agit comme un filtre, et elles brûlent au contact de ces mâchefers qui sont très chauds.
Les gaz de combustion sortent du foyer 9 par le conduit 17 de section réduite pour arri ver dans la chambre cylindrique longitudi nale 18. Le laminage du flux gazeux à son passage dans le conduit 17 et les changements de direction de ce flux contribuent au bras sage du mélange et permettent aux derniers éléments combustibles de brûler.
Ces dernier éléments combustibles brûlent dans la chambre longitudinale cylindrique 18. Les gaz de combustion, très chauds, s'écou lent alors dans la chambre transversale 20 pour passer ensuite dans les séries successives de tubes du faisceau de tubes de fumée 6 alter nativement dans un sens, puis dans l'autre en passant par les boites de fumée 7 et en abandonnant leur chaleur sensible à l'eau con tenue dans le corps cylindrique 1.
Les gaz refroidis sortent du faisceau tubu laire dans le conduit 21, par lequel ils sont aspirés dans le ventilateur 22 qui les refoule alors dans la cheminée. Un coffre 56 (fig. 4) peut être disposé pour recevoir les poussières entraînées, si le ventilateur est muni d'un dis positif séparateur.
Le réglage de la puissance calorifique fournie par la chaudière peut être obtenu par une marche intermittente du ventilateur aspirateur 22, le foyer fonctionnant à tirage naturel et à puissance réduite pendant les périodes d'arrêt de ce ventilateur 22.
Ce tirage naturel, limité à une faible dé- pressiondufait delabasse température des gaz de combustion à leur sortie du faisceau tubu laire 6, serait insuffisant pour entretenir la combustion.
Le battant 50 du clapet 48 qui n'est plus appliqué sur son siège 51 par la différence de pression s'ouvre et le by-pass 81 permet alors de faire passer les gaz encore chauds du eolleeteur transversal 20 directement à l'en trée du ventilateur 22 qui, même arrêté, n'of fre pas une grande résistance art flux gazeux, dont le débit est, alors très réduit.
Les tubes de fumée 6 sont ainsi court-cir cuités et l'on réduit ainsi les résistances du .parcours, en même temps que l'abaissement de la température des gaz. La chaudière peut ainsi fonctionner à titrage naturel, avec une puissance réduite, mais dans de bonnes con ditions de combustion et de rendement.
,Si les besoins en calories augmentent, on est conduit à remettre en route le ventilateur amplificateur 22, la vitesse importante du flux de gaz qui parcourt alors le by-pass 81, appli que le battant 50 du clapet contre son siège incliné 51 avec l'appoint du contrepoids 49. Le by-pass 81 est ainsi fermé et les gaz de combustion sont. forcés d'emprunter le trajet, le plus long et plus résistant passant. par le faisceau tubulaire 6 et le conduit 21.
Le réglage de la combustion est réalisé en dosant l'air secondaire, au moyen d'une ron delle amovible disposée sur l'orifice du bou chon terminal 53 du conduit 52 d'introdu.e- tion de l'air secondaire. Ce réglage qui n'a besoin d'être modifié qu'en cas de change ment important des caractéristiques du com bustible ne peut être corrigé que volontaire ment par remplacement de la rondelle amo vible. On évite ainsi les mauvais réglages ré sultant d'interventions trop faciles et mal rai sonnées d'usagers peut expérimentés.
Pour allumer la chaudière, on emplit la trémie 24 de combustible de petit calibre qui descend par le conduit 15 pour former, sur la. sole 10, les deux talus Tl. et T2. Si le com- bustible ne descend pas régulièrement, on fera fonctionner le dispositif easse-coke décrit plus haut..
On garnit de bois sec, en menus morceaux, le talus T2 situé devant la fente 27 dans le conduit d'arrivée d'air primaire 26. On .place devant ce bois des copeaux, du papier, etc. On met le feu à ces matériaux très inflam mables, tout le long de la gaine 26, en même temps que l'on met en route le moteur 23 com mandant le ventilateur aspirateur 22, le dis positif casse-eoke 34 et les poussoirs 40 étant mis en position de fonctionnement automa tique.
Le feu se propage alors rapidement à toute la couche de combustible située entre les talus<I>T1, T2</I> et la sortie de la gaine 15.
Si une extinction de foyer se produit en cours de service, on fait fonctionner à plu sieurs reprises le easse-coke et les poussoirs 40 jusqu'à. ce que le combustible frais apparaisse devant la fente 16, on procède alors comme pour un allumage sans qu'il soit nécessaire de vider le foyer comme dans les chaudières con nues.
Le casse-eoke 34 pourrait fonctionner d'une manière continue à très faible vitesse, mais il est préférable < le ne le mettre en action qu'à des intervalles de temps suffisam ment. rapprochés pour éviter la formation de ruasses de coke trop importante. On évite ainsi un tassement exagéré du combustible dans la zone de combustion, et on limite le broyage des combustibles friables ainsi que la consom mation de courant électrique. Cette marche intermittente est commandée automatique ment par un mouvement d'horlogerie.
Les poussoirs 40 doivent. fonctionner à des intervalles de temps qui dépendent de la teneur en cendres du combustible et de la rapidité de sa consommation.
La forme d'exécution décrite ci-dessus per met l'utilisation de tous les combustibles mi- néraux solides, depuis l'anthracite jusqu'au lignite, ainsi que des cokes et des semi-cokes.
Elle peut être établie pour les calibres plus ou moins gros, mais une dimension de 30 à <B>25</B> mm est la mieux adaptée. Il est. avantageux d'utiliser dans le foyer, le combustible tel qu'il sort de la. mine après simple retrait de pierres et des morceaux dé passant le calibre, c'est-à-dire un combustible qui n'est ni criblé, ni lavé, ni dépoussiéré. Le prix clé revient de ce combustible est. beau- coup plus bas que celui des combustibles lavés el calibrés.
Cette forme d'exécution de chaudière peut être aussi bien une chaudière de chauffage central, à vapeur ou à eau chaude, qu'une chaudière du type industriel pour la produc tion de vapeur, d'eau chaude ou d'eau sur- chauffée.
Dans une variante, on pourrait réaliser cette chaudière en plusieurs corps, l'un con tenant, par exemple, le foyer, l'autre le fais ceau tubulaire.
La seconde forme d'exécution de la chau dière représentée sur ales fig. 10 à. 13 com porte la sole plane 10 au-dessus de laquelle est. disposée le conduit 15 d'amenée de com- hustible alimentée par la trémie d'aeetimula- tion 24.
Le conduit 15 d'amenée de combustible ménage, au-dessus de la sole 10, et du côté de l'extérieur, la. fente 27 pour l'amenée de l'air clé combustion et, du côté de l'intérieur, la fente 1.6 pour l'écoulement des gaz de com bustion et l'évacuation des mâchefers.
Les poussoirs 40 glissant sur la sole 10 suivant un mouvement alternatif, sont desti nés à pousser le mâchefer qui se forme sur cette sole 10 dans le cendrier 13 disposé en contrebas à .la suite de cette sole 10.
Le foyer comporte, au-dessus du cendrier 13 et de la partie interne de la sole 10, la chambre de combustion 11 communiquant avec le conduit 15 clé descente de combustible par la fente 16 décrite ci-dessus.
La sole 10 de la chaudière comporte des orifices d'arrivée d'air répartis suivant deux bandes perpendiculaires à la direction de dé placement. clés poussoirs 40.
C'es orifices peuvent être constitués par de simples perforations de petit diamètre 201 aménagées dans la plaque constituant la sole 10 (fig.10) réparties en deux bandes 202-203 s'étendant sur toute la longueur de la sole.
Dans une variante, ces orifices peuvent également être constitués par des intervalles séparant les barreaux 204 de faible longueur disposés transversalement à la direction de la bande correspondante (fig. 14 et 15).
Chaque bande d'orifices 201 constitue la paroi supérieure d'un conduit d'amenée d'air 206, 207. Ces conduits sont, par exemple, constitués par une tôle repliée en<B>U</B> et soudée par ses bords sous la sole 10, de part et d'au tre des bandes d'orifices 202, 203.
Dans le cas où les orifices sont constitués par les intervalles entre les barreaux 204, les conduits 206, 207, comportent intérieurement des rebords en saillie 208 (fig. 14) sur les quels reposent, par leurs extrémités, les bar reaux 204.
Chacun des conduits 206, 207 d'amenée d'air aux orifices de la sole 10 débouche à l'extérieur, à travers la façade de la chau dière par une ouïe tubulaire d'aspiration 209 (fig. 11 et 13).
Dans le cas .d'une chaudière présentant une dimension longitudinale importante et, par suite, des conduits 206, 207 relativement longs, chacun des conduits déboucherait à ses deux extrémités à travers les façades avant et arrière de la chaudière par une ouïe d'aspira tion.
Chaque ouïe d'aspiration est constituée, comme représenté en coupe sur la fig. 16. L'ouïe tubulaire 209 comporte un filetage extérieur sur lequel est vissé un bouchon 210 percé d'un large trou 211 et serrant contre l'extrémité du tube 209 une rondelle amovi ble 212 percée d'un trou<B>21.3.</B> On règle le<B>dé,</B> bit d'air en plaçant une rondelle dont le trou 213 présente un diamètre convenable. Pour enlever les cendres qui tombent dans les con duits 206, 207 par les perforations 201, on débouche le bouchon 210 et on retire ces cen drés au moyen d'une raclette.
L'une des bandes d'orifices 202 est située au-dessous du conduit 15 de descente de com bustible, l'autre bande 203 est placée aussitôt après la sortie de la fente 16 séparant le con duit 15 de la. chambre de combustion 11.
Le fonctionnement. du foyer est alors le suivant La dépression régnant dans la chambre de combustion 11 provoque l'entrée de l'air exté rieur, d'une part, par la fente 27 séparant le conduit. de descente 15 de la sole 10, d'autre part, par les bandes d'orifices 202, 203 de la sole 10. La combustion primaire est assurée dans la zone 1 (fig. 17) située au-dessous du conduit 15 par l'air arrivant suivant f 1 par la fente 26, et par l'air pénétrant suivant f 2 par les perforations 201 de la première bande 202 (fig. 17).
L'air pénétrant dans le foyer par cette première bande 202, suivant<B>f2,</B> traverse la. couche de mâchefer en formation, dans la quelle il assure la combustion du carbone en core inclus dans la masse, et va se mélanger à l'air arrivant. suivant f l par la fente 27 pour former les flammes sortant suivant f 3 par la fente 10.
Le passage .de cet air, suivant<B>f2,</B> à travers le mâchefer en formation, refroidit. ce mâche fer en fusion, et le solidifie autour des canaux sinueux que l'air s'est créé pour pénétrer dans la. masse, ce qui produit un mâchefer poreux.
Cette addition d'air primaire facilite le passage de l'air à travers le combustible, aug mente la puissance développée par le foyer et diminue la dépression nécessaire dans la, chambre de combustion 11.
L'air qui pénètre suivant f4 dans la cou- ehe de mâchefers par les orifices de la deuxième bande 203, assure la combustion se condaire, c'est-à-dire la combustion des imbrû lés gazeux, en partie dans la. zone 11 qui est constituée par la portion supérieure de la cou che de mâchefers qui est ainsi maintenue à température élevée, et en partie dans la cham- ijre de combustion 11.
Cet air pénétrant suivant f4 assure égale ment la combustion du carbone solide pouvant rester dans le mâchefer principalement dans la zone II après la combustion primaire dans la zone I. La pénétration de la couche de mâchefer par l'air arrivant. suivant f4 par les orifices de la deuxième bande 203 est rendue possible, grâce à la porosité de la couche de mâchefer obtenue, comme il a été décrit plus haut, grâce à l'air pénétrant dans la couche en fu sion par les orifices de la première bande 202.
En déterminant convenablement la lar geur de la deuxième bande 203 et la course des poussoirs 40, on fait, passer systématique ment toutes les parties du gâteau de scories, sortant. par la fente 16, dans la zone balayée par l'air venant de cette bande 203, ce qui permet d'obtenir une combustion complète et, par conséquent, un rendement très élevé.
Cette disposition est importante parce qu'elle réalise un épuisement méthodique des scories en même temps qu'un dosage très pré cis de l'air secondaire permettant. d'obtenir une teneur en C02 très élevée dans les fumées, sans risque d'évacuer des imbrûlés gazeux.
La délimitation des zones de combustion représentée sur la fig. 17 correspond approxi mativement au régime établi au milieu de l'intervalle de temps entre deux fonctionne ments consécutifs des poussoirs.
Les foyers décrits sont combinés dans cette seconde forme d'exécution à une forme parti culière de la surface d'échange.
Cette surface d'échange est réalisée sous la forme d'un faisceau de tubes droits dispo sés en six plans de longueur croissante, rac cordés en zigzag (fig. 10).
Le premier plan de tube comporte deux tubes<B>2151,</B> 215., débouchant à leur partie inférieure dans un tube collecteur inférieur horizontal 216 raccordé à la chambre de com bustion 11 par un conduit très court 217 et à leur partie supérieure dans un tube eollec- teur supérieur 218.
Le deuxième plan de tubes comporte deux tubes 2191, 219., débouchant à leur partie supérieure dans le collecteur supérieur 218 de faon alternée avec les tubes du premier plan de tubes et à leur partie inférieure dans un collecteur inférieur 220. Et ainsi de suite pour les tubes 2211, 221.
du troisième plan de tubes et leur collecteur supérieur 222, pour les tubes 2231, '?23. du quatrième plan detubes et. leur collecteur in@é- rierlr 224, pour les tubes 2251, 225. du cirl- quième plan de tubes et, leur collecteur supé rieur 226, enfin pour les tubes \'271, 227. chi sixième plan de tubes et leur collecteur inférieur 228. Tous les colleeteura supérieurs<B>218,</B> 222, 2_'6 sont. au même niveau.
Les plans de tubes sont (le longueur croissante et font entre eux un certain angle, de sorte que les eollecteurs inférieurs 216, 220, 22-1, 228 sont disposés dans un plan incliné sensiblement, parallèle à la paroi inclinée 12 de la chambre de com- bustion 11. Le collecteur inférieur 228 du dernier l)lo-iu de tubes communique avec l'aspiration (lu ventilateur de tira-e.
Le faisceau tubulaire de tubes de fumée ci-(lessus décrit. est logé clans le corps de la diaridière, entre la. trémie 24 d'accumulation (le combustible, la paroi inclinée 12 de la c>liairibre de combustion et une façade v erti- cale 22\1 de la chaudière.
Le faisceau tubulaire est immergé dans l'eau de la, chaudière, à l'exception des extrémités supérieures des tu- Iies qui font saillie au-dessus de la paroi su périeure '' 30 et. sont obturés par des tampons amovibles permettant le ramonage.
Les collecteurs horizontaux supérieurs 218, 222, '?2f et. inférieurs ?-16, 220, 224, 228 dé- 1>otielient également à leurs deux extrémités ii travers les façades correspondantes de la chaudière, et sont obturés par des tam pons amovibles 236, permettant le ramonage ( Yin. 1.1 ).
Le nombre de tubes d'un même plan est. (le (letrx dans la forme d'exécution décrite, mais il petit varier avec la. puissance de la chaudière.
On pourrait ainsi faire varier le nombre (le plans (le tubes.
L'adjonction des deux entrées d'air 202 et 203, combinée avec le passage des gaz de combustion à travers la couche de charbon en ignition accélère la combustion des gaz de distillation, ce qui permet d'envoyer directe ment les produits de la combustion qui sont encore sous forme de flammes à la sortie de la chambre de combustion 11, de très faible volume, directement dans le collecteur de dé part 216 du faisceau de tubes de fumée. La chambre de combustion cylindrique intermé diaire, dont il a été fait mention plus haut, se trouve ainsi supprimée.
Pour se rendre au collecteur de départ 216, les flammes passent par le conduit très court et de section relativement réduite 217 qui assure un brassage énergique des gaz par réduction de la section de passage et change ment de direction des courants gazeux. Ce brassage permet la combustion des derniers imbrûlés solides ou gazeux qui pourraient subsister dans les gaz de combustion.
Cette forme d'exécution comporte sur son côté avant deux ouvertures obturées par des bouchons vissés 250, 251 et correspondant aux points bas de la chambre à eau, situés au- dessus des fentes 16 et 27. Ces bouchons per mettent d'extraire les boues qui peuvent s'ac cumuler à ces points bas. Sur le même côté sont ménagées une porte de foyer 252 et une porte de cendrier 253 (fig. 13).
Dans le cas où on utilise des combustibles non agglutinants, le dispositif casse-coke peut être supprimé et les poussoirs 40 d'évacuation des mâchefers et des cendres peuvent être commandés à la main par un mécanisme re présenté sur les fig. 10 et 12. Ce mécanisme comporte un levier de commande 232 arti culé autour d'un axe horizontal 233 fixé par l'intermédiaire d'un profilé<B>23</B>4 sur un des côtés de la chaudière à la partie inférieure de cette dernière.
Ce levier 232 est. attelé par une bielle 235 à. une manivelle 236 calée sur un arbre hori zontal 238 fixé à l'avant du profilé 234. Le poussoir 40 est lui-même attelé à cet arbre 238 par deux bielles 239 et deux manivelles 240 calées sur l'arbre 238.
En faisant osciller à la main le levier 232 autour de son axe 233, on communique au poussoir 40 le mouvement alternatif rectili- ne qui produit lors de la course de ce pous soir dans le sens de la flèche f6 (fig. 10) la poussée des mâchefers vers le cendrier.
Cette disposition convient aux installa tions de petite et moyenne importance par exemple à des chaudières d'immeubles ou de pavillons dont la conduite est confiée à un concierge ou à une personne quelconque.
Dans ce cas, on peut installer sur la chau dière Lin dispositif avertisseur, à sonnerie ou voyant lumineux indiquant à distance que le décrassage doit. être effectué.
Dans une variante, ce mécanisme peut être commandé par le mouvement d'horlogerie uti lisé pour la commande automatique des pous soirs qui, dans ce cas, ferme le circuit électri que de l'avertisseur sonore ou lumineux Ion- que le décrassage doit être effectué.
I1 convient d'ailleurs de remarquer qu'il n'est pas nécessaire que le décrassage soit effectué aussitôt que le signal fonctionne. Un retard, même assez long, n'entraîne qu'un ra lentissement de la marche du foyer et une faible diminution temporaire du rendement, mais ne risque pas de provoquer l'extinction du foyer.
Quand on utilise certains combustible dont les cendres ne sont. fusibles qu'à haute température et dont. la teneur en fines parti cules est assez élevée, il se trouve que des par ticules de combustible incomplètement brûlé son projetées à la surface du gâteau de scories, loin de la. fente de sortie 16.A cette distance, la température des scories est insuffisante pour entretenir la combustion du carbone en core contenu dans les particules de combusti ble projetées, et ce carbone se trouve évacué dans les scories.
Un dispositif permet de limiter cette pro jection, et, en récupérant les particules de combustible, de supprimer les pertes qui en résultent.
Ce dispositif représenté sur les fig. 18 ct 19 comporte un écran 301 disposé dans la. chambre de combustion 11 sur le trajet. des particules projetées. . Cet écran est formé d'un caisson plat com portant deux parois parallèles 3011-302 réunies entre elles à leurs parties inférieure et supérieure par des parois demi-cylindriques 301 î-301..
Ce caisson 301 communique par ses deux extrémités avec des lames d'eau 302 circulant dans les façades avant et arrière de la chau dière et un certain nombre (le tubes 303 pla cés à la partie supérieure du caisson le font communiquer avec la masse d'eau régnant au- dessus de la voûte du foyer 11. On assure, de cette manière, une circulation d'eau intense dans .l'écran qui se trouve exposé aux flam mes très chaudes sortant de la. masse de com bustible.
Pour empêcher une vaporisation locale à la partie supérieure de l'écran, la partie supé rieure, entre deux tubes consécutifs 303 ou entre une paroi de la chaudière et un tube 303, présente une double pente dont. le point. bas se trouve au milieu de cet. intervalle. Ce dispositif facilite l'écoulement de l'eau le long de la. paroi supérieure et évite la formation de poches de vapeur qui provoqueraient des claquements pendant le fonctionnement de la chaudière.
Le nombre clé tubes de communication 303 varie avec la longueur du foyer.
A une des extrémités de l'écran, ou clan une variante aux deux extrémités (fig. 19), en cas de chaudière de grande longueur, -Lui ori fice 30-1 muni d'un\bouchon démontable 305, permet l'enlèvement des boues et du tartre qui peuvent se déposer à. l'intérieur de L'écran.
L'écran 301, qui est figuré vertical sur la fi. 18, pourrait dans une autre variante être placé obliquement, suivant le tracé en pointillé par exemple.
Ces particules de combustible, entraînées par les flammes qui sortent de la fente 16 avec une vitesse assez considérable en raison du laminage entre la paroi supérieure de la fente 1.6 et la masse en ignition, viennent frapper l'écran 301 suivant les flèches F.1.
Les particules lourdes de combustible ne peuvent pas continuer à. être entraînées par les flammes dans leur parcours ascendant, parce que la vitesse de celles-ci diminue considérablement en raison de l'augmentation brusque de la section de passage à la sortie de la fente 16. Les particules qui viennent frapper l'écran retombent donc sur la masse (le scories et de combustible qui est au-des sous, et qui est maintenue à température éle vée par la combustion du carbone qui y est encore contenu. Cette combustion est entrete nue par l'air secondaire entrant par la bande d'orifices 203.
Le carbone encore contenu clans les particules déposées sur ce lit en igni tion se trouve ainsi brûlé au fur et à mesure de leur dépôt.
Seules les particules très légères peuvent être supportées par les flammes et entraînées, suivant les flèches FB, vers l'orifice de sortie 217, mais, comme elles sont. de très faible vo lume, elles restent assez longtemps en contact avec les flammes pour que la plus grande par tie du carbone qu'elles contiennent soit brûlée avant. que le refroidissement :des gaz n'arrête la combustion.
On arrive ainsi à. réduire considérablement les pertes par imbrûlés solides.
Sur le dessin, les flèches repérées Fel indi quent la trajectoire des particules lourdes entre la fente 16 et l'écran, et les flèches mar- < ltiées FB indiquent le parcours des flammes vers l'orifice de sortie 217.
Le fonctionnement du foyer décrit. plus haut peut s'effectuer comme suit. Les pous- soirs de décrassage .10 dans leur déplacement aller ne s'engagent pas dans la fente 16 sépa- rapt. le conduit d'amenée de combustible 15 de la chambre de combustion 1.1. Ces poussoirs s'arrêtent à, l'aplomb de la paroi intérieure du conduit 15, comme il est représenté en trait interrompu sur la fig. 18.
De cette manière, la fente 16 se trouve toujours obturée par le gâteau de scories eoni- posé de mâchefers à la partie inférieure et, à la partie supérieure, d'un mélange de mà- elrefers, de cendres et. de combustibles en cours de combustion.
De cette facon, le combustible frais qui descend dans le conduit vertical d'alimenta tion 15 pour remplacer le combustible au fur et à mesure de sa consommation ou pour rem plir le vide laissé par les poussoirs lorsqu'ils reviennent à leur position de repos, reste au- dessous du conduit de descente 15, sans se répandre vers la chambre de combustion 1.1. Les produits de distillation et les gaz -de combustion se trouvent, par consé quent, forcés de traverser une couche de mé lange de scories et de combustible en ignition pour déboucher dans la chambre de combus tion 11.
Ce mode de fonctionnement permet de re médier aux inconvénients des chaudières et brûleurs à alimentation par gravité, dans les quels le combustible frais descend à la surface des talus de combustion, aussi bien pendant la marche de l'appareil, que lors de la recons titution de ces talus après chaque décrassage. Il résulte de ce mode de fonctionnement que, lorsque après un décrassage, on laisse le com bustible remplir rapidement le foyer, les flammes se trouvent étouffées par le combus tible frais et il se produit une distillation sans combustion des produits. Si cet état se pro longe, il se produit immanquablement. une explosion au moment. de la réapparition des flammes, c'est-à-dire de l'allumage des gaz de distillation.
Cette explosion peut être fort grave et non seulement détériorer la chau dière, les conduits de fumée et la cheminée, mais encore causer au personnel des accidents pouvant être mortels.
La limitation de la course des poussoirs, de manière qu'ils ne puissent pas traverser la fente 16, combinés avec des dispositifs men tionnés plus loin, qui limitent automatique ment à, un aller et retour de fonctionnement des poussoirs à chacune de leurs interven tions, donne une sécurité complète relative ment aux risques d'explosions.
Ce mode de fonctionnement assure, de plus, tous les avan tages découlant de la traversée par les pro duits de distillation et les gaz de combustion, d'une couche de scories et de combustible en ignition, c'est-à-dire la transformation des produits lourds en produits légers per mettant leur combustion rapide et com plète et supprimant la nécessité de revête- ments réfractaires pour assurer cette combus tion complète.
Dans le cas où les poussoirs auraient une course très courte, le même résultat pourrait être obtenu en leur faisant accomplir deus ou plusieurs mouvements .d'aller et retour suc cessifs, à chaque opération de décrassage, de manière à provoquer l'avancement du gâteau de scories par l'intermédiaire d'une couche de combustible, de plus en plus épaisse, qui vien- cirait s'interposer entre les poussoirs et. le gâ- teau de scories.
Dans ce cas, il. faudrait arrê ter les mouvements d'aller et retour des pous soirs avant que (lu combustible frais ne puisse parvenir jusqu'à. la sortie de la fente 16.
La limitation de la. course des poussoirs permet. alors aux gaz de combustion de se rendre directement. dans les surfaces d'échange sans qu'il v ait à. craindre clé dépôts anor maux de fumées sur ces surfaces, ce qui per met de supprimer la chambre de combiLstioii eçlindrique intermédiaire 18 de la première forme d'exécution (fig. <B>1).</B>
Les poussoirs 40 présentent. une section transversale telle qu'ils obstruent à peu près complètement, la fente avant 27 servant pour l'entrée de l'air. ' On évite ainsi que du combustible déposé sur la paroi supérieure des poussoirs se trouve entraîné à l'extérieur du conduit de descente de combustible 15, lors du retour des pous soirs à leur position de repos.
Lorsque les poussoirs entrent à. nouveau dans la masse de combustible au moment, de l'opération de dé crassage suivante, le combustible qui est resté déposé sur leur paroi supérieure, se trouve repoussé et, au bout d'un certain nombre clé mouvement d'aller et- retour des poussoirs, du combustible tombe de ceux-ci sur le prolonge- ment de la sole, vers 1-'extérieur de la chau dière.
Il se trouve ensuite repoussé par les poussoirs eux-mêmes, pour tomber finalement sur le sol en dehors de la chaudière, ce qui amène une perte de combustible appréciable.
Suivant rune autre forme d'exécution, le dispositif de commande des poussoirs et du casse-eoke comprend un moteur électrique 45 (fig.21) qui entraîne le vilebrequin 43<B>:,,</B>soit des poussoirs, soit du casse-coke, par l'intermé diaire d'un coupleur à. poudre on à grains 211 et d'un accouplement à deux plateaux 2121, 212., permettant de remédier à de petites dif férences de centrage entre l'axe de moteur 15 et l'axe du vilebrequin 43.
Le coupleur à poudre ou à, grains com porte, à la manière connue, un boîtier 211 calé sur l'arbre 241 calé sur l'arbre du moteur 15 et une roue à. palettes 2-13 intérieure à ce boîtier et. calée sur l'arbre entraîné 211 co axial à l'arbre du moteur (rig. 22). Le boîtier contient une certaine quantité de/ poudre mé tallique. ou (le<U>grains</U> qui permet, d'abord entre le boîtier 241 et la roue à galettes 213, un mouvement.
relatif qui s'amortit au fur et à mesure < lue la poudre ou les gains se rassem- Irlent à la périphérie du boîtier sous l'effet. de la force centrifuge.
Dans le cas présent, l'inertie de l'ensem ble du dispositif entraîné s'oppose à un dé- inarrage rapide de l'arbre 43, clé sorte que le premier tour clé cet arbre 13 s'effectue à une vitesse très inférieure à celle du moteur 45, surtout si la quantité de pondre ou grains mise dans le coupleur 21l correspond à un démarrage très progressif.
La eominande dit moteur 23 du ventila teur, du moteur 45 des poussoirs, du moteur 3l du casse-coke est représentée sur la fig. 23 dans le cas d'une li-iie d'alimentation tri phasée.
Le moteur 23 du ventilateur a:spiratetir clé fumées est alimenté par strie ligne 260 pro tégée par clés eoupe-eircuits <B>261.</B> et contrôlés par un interrupteurs 262 commandé par un électro-aimant 263.
La bobine clé cet. électro aimant<B>263</B> est- en circuit avec les eoritaets d'un thermostat 264 doublé d'un thermostat de sécurité 265, dont les organes sensibles sont en contact avec l'eau clé la eliaticlière ou avec le contact d'un manomètre dont l'organe dé formable est soumis à. la pression clé la vapeur c1E. cette chaudière.
Le circuit de la. bobine de l'électro-aimant 263 est susceptible d'être fermé par un com- rrnutateur 266 de marche forcée court-cireui- tant. le thermostat. 264 et allumant une lampe témoin<B>267.</B>
Le moteur 45 clés poussoirs est. alimenté par une ligne 268 à fusibles 269 et interrup- teur '_'70, commandé par un électro-aimant <B>'271.</B> L'enroulement (le cet électro-aimant 271 c < t cil circuit avec: l' un inverseur 286, commandé par un dis(lne <B>285</B> à mouvement d'horlogerie, entraîné r)ar titi moteur 272; '2 un inverseur 287, commandé par un doigt 288, monté sur le bout du vilebrequin -1:1 (les poussoirs, et.
a les contacts d'un relais 276. Le moteur 272 destiné à entraîner le dis- (Iiie _'85 est branché sur l'une des phases à la sortie d'un inverseur 282 et se trouve en cir cuit avec un interrupteur 273-,'2-74 commandé bar une came 291, montée sur le bout du vile brequin 28 du easse-colie. _ Enfin, le moteur 31 du casse-coke est ali- nlent6 par une ligne 277 à fusibles 278 et interrupteur 279,
commandé par un éleetro- aiiiiant 2\i0. L'enroulement de cet. électro- iiiniant 280 est. en circuit avec: 1" un inverseur 281, commandé par un disque<B>289</B> â. mouvement d'horlogerie entraîné par lui moteur 284; 2" lui inverseur 282 commandé par un doigt 283, monté sur le bout d'arbre du vile brequin 28 du casse-cocke, et .
3" les contacts d'un relais 275.
Le moteur 284 destiné à entraîner le dis que 289 est en circuit avec- un interrup- teur 290.
L'enroulement du relais 275 est un circuit avec des inverseurs 286 et 287 et les contacts (]il relais 276.
L'enroulement du relais 276 est. en circuit. avec les inverseurs<B>281,</B> et 2821 solidaires iespeetivenient des inverseurs 281 et 282.
Ce montage permet les particularités sui ,alites: Le moteur 23 de l'aspirateur de fumée fonctionne dès que la température ou la pres sion descend clans la chaudière au-dessus d'inie valeur déterminée par fermeture du contact du thermostat 264 et excitation de la bobine 263 commandant l'interrupteur 262.
Les poussoirs 40 d'évacuation des mâche fers et des cendres ne doivent pas fonctionner en même temps que le casse-coke, afin d'éviter leur rencontre au-dessous du conduit 15. Il est avantageux que le casse-coke fonctionne aus sitôt après l'évacuation des scories, de ma nière à. remplir l'espace qui vient d'être libéré par les poussoirs 40 en faisant descendre sur la sole 7.0 une certaine quantité de combus tible.
Dans le cas du schéma de la fig. 23, la commande des poussoirs 40 est contrôlée à une cadence qui est fonction du temps de mar che du ventilateur aspirateur de fumée.
Pratiquement, cette cadence sera détermi née après examen des scories qui ne devront pas contenir une quantité notable d'imbrûlés apparents.
Le dispositif représenté schématiquement sur la fig. 23 fonctionne de la façon suivante: Le disque à mouvement. d'horlogerie 285 dont le moteur 272 est alimenté à partir de laligne260,totalise le temps de fonctionnement de l'aspirateur, il actionne l'inverseur 286 cha- c,ue fois qu'est. atteint le temps totalisé de fonc tionnement du ventilateur aspirateur de fu mée pour lequel il a été réglé, et ferme ainsi le circuit de contrôle de la bobine 271 action- liant l'interrupteur 270 du moteur 45 des poussoirs.
Mais ce circuit de contrôle passe par l'inverseur 287 et le contact du relais 276. Il ne peut, être fermé que si le circuit de con trôle de la bobine 280 de l'interrupteur 279 du moteur 31 -du casse-coke est lui-même fermé par le double inverseur 281,<B>2811,</B> com mandé par le disque du mouvement d'horloge rie 289, ce double inverseur fermant simulta nément le circuit du relais 276 et celui de la bobine 280.
Les poussoirs ne peuvent donc fonctionner que lorsque le casse-coke est prêt à démarrer, mais ce démarrage est aussitôt arrêté par le relais 275 qui coupe le circuit de la bobine 280 de l'interrupteur 279 aussitôt que le cir cuit de la bobine 271 de l'interrupteur 270 est lui-même fermé. Les poussoirs peuvent ainsi fonctionner sans risque de rencontrer le casse-coke. Le doigt 288, ealé sur le vilebrequin 43 de com mande des poussoirs, fait basculer l'inverseur 287 lorsque cet arbre 43 a fait un tour, ce qui arrête les poussoirs 40 après un aller et re tour.
A ce moment, le relais 275 se ferme et, le circuit de la bobine 280 de l'interrupteur 279 étant fermé, le moteur 31 du easse-coke se met en route, pour faire exécuter un déplacement aller et retour des tiges 34. Lorsque l'arbre de commande 28 de ces tiges a fait, un tour, le doigt. 283 actionne le double inverseur 282, 2821 et coupe le circuit.
La came<B>291</B> en prise avec la borne mobile .\.173 du contact 273, 274 ne maintient ce con tact fermé que lorsque l'arbre 28 est dans une position voisine de sa position de repos, ce qui empêche la mise en marche des poussoirs lors- (lue le casse-coke est en service.
L'interrupteur 290 permet d'arrêter le mouvement d'horlogerie 289 lorsque le casse- eocke n'est. pas en service par exemple lors qu'on utilise un combustible non cokéfiant.
Le fonctionnement du foyer à allure ré duite peut aussi être réalisé par le dispositif représenté sur la fig. 20.
Ce dispositif comporte un pyrostat 306, disposé en un point du parcours des gaz de combustion et, de préférence, avant le venti lateur aspirateur 22. Ce pyrostat peut être placé soit sur l'une des boîtes à fumée 7-8, représentées sur les fig. 1, 2 et 3, soit sur le conduit 21 d'aspiration du ventilateur aspira teur 22 (fig. 4). Dans une autre variante, le py rostat 306 pourrait aussi être monté à l'ex trémité de l'un des tubes 215-219-221- 223-')25-127 de la chaudière de la fig. 10.
Le pyrostat 306 commande la mise en marche du moteur 23 du ventilateur aspira teur 22, par exemple par la fermeture du cir cuit de contrôle du contacteur 262 en shun tant, par exemple, les bornes du thermostat 264 (fig. 23).
Le même résultat est obtenu si le pyro- stat 306 shunte les bornes du commutateur 266 de marche forcée (fig. 23). On évite ainsi tout risque d'extinction du combustible, au cas où le tirage naturel de la cheminée ne pourrait pas assurer un débit suffisant de gaz à travers les surfaces d'échange pour maintenir une combustion de long Lie durée; mais, on supprimé, enmêmetemps, l'inconvénient assez important que présente l'utilisation d'un by-pass évitant le passage à travers les surfaces d'échange.
Dans le cas d'utilisation de ce by-pass, il arrive en effet trè_: souvent que, lorsque la. cheminée a un tirage naturel assez considérable, le débit ealo- rifique est trop important en régime ralenti, ventilateur aspirateur arrêté, ce qui diminue assez sérieusement le rendement total de la chaudière.
On pourrait aussi employer un mouvement d'horlogerie qui, convenablement réglé, re mettrait en marche automatiquement le venti lateur chaque fois qu'un arrêt trop prolongé risquerait. d'amener l'extinction du combusti ble dans le foyer. Ce mouvement d'horlogerie effectuerait les mêmes opérations de shuntage décrites précédemment pour le pyrostat 306.
Fireplace boiler for all solid fuels. The automatic coal-fired boilers and fireplaces, for central heating, currently on the market, fall into two categories, and each of them can only use one kind of coal, either lean non-clumping fuel or clumpy fatty fuel. tinant.
As the supply of coal from a given area is not always assured on a regular basis, users are. are likely to have difficulty obtaining the correct fuel for the stoves they own.
They can be led to use fuels which are not suitable for their boiler, which can give rise to accidents and, in any case, to. a very poor return on paying too much for a suitable but scarce fuel.
The present invention relates to a furnace with a fireplace for all solid fuels, characterized in that the fireplace comprises a flat sole above which is placed a fuel supply duct, moving at its base, at the bottom. above said hearth, on one side, a slot for the supply of combustion air and, on the other side, which is the interior side, a slot for the flow of combustion gases and the evacuation macheers, which allows (the - to release the mash irons by sliding on this sole.
The appended drawing represents, by way of example, embodiments of the boiler, object of the invention. Fig. 1 is a cross section of the first embodiment of the boiler.
Fig. 2 is a longitudinal section of the boiler taken along the line <B> 2-92 </B> of FIG. <B> 1. </B> Fig. 3 is an end view of this boiler.
Fig. -1 is a partial -speed, in plan, with parts cut away showing a push-button actuation mechanism.
Fig. 5 is a cross section of a balanced valve. 'Figs. 6 and 7 are vertical and horizontal sections of a device intended to break the notch formed by the fuel.
Figs. 8 and 9 are explanatory diagrams of the operation of the fireplace.
Fig. 10 is a vertical cross section of a second embodiment of the boiler.
Fig. 11 is a side view of this second embodiment.
Fig. 12 is a horizontal sectional view taken along line 12-12 of FIG. 10. FIG. 13 is a side view of the second embodiment.
Figs. 11 and 15 are sectional and plan views of an air blowing duct through the hearth.
Fig. 16 is a cross section of a suction inlet.
Fig. 17 is a section showing the operation of the fireplace.
Fig. 18 is a view of another embodiment of the fireplace in section along a plane parallel to the direction of movement of the pushers and showing. in particular a screen in cross section along line 18-18 of FIG. 19.
Fig. 19 is a longitudinal section of the screen, following. line 19-19 of fig. 18. FIG. 20 est. a partial plan view of the boiler and a flue. Fig. 21 is an elevational view of a training device.
Fig. 22 is a section of a coupler. Fig. 23 is a diagram of the electrical circuits included in one embodiment.
The embodiment of the boiler shown in figs. 1 to 9 comprises the following essential elements: n) U7a <I> cylindrical body 1 </I> horizontal resting on a foundation block by gussets 2 and. wrapped in a parallel lepipedal chest 3.
This cylindrical body 1 is limited at the ends by tubular plates 4, 5, in which are fixed by expansion, welding to other means, the open ends of smoke tubes 6 parallel to the axis of the cylindrical body.
The tube sheets 4, 5 carry smoke boxes 7 closed by removable lids 8, joining the open ends of a number of smoke tubes to create, in the tube bundle, an alternating circulation of hot gases in a direction, then, in the other.
<I> b) A </I> fireplace <I> interior 9 </I> housed in said. horizontal cylindrical body and consisting of a metal enclosure placed above the tube bundle 6 and extending, with the same section, over a large part of the length of the cylindrical body 1.
This hearth has a horizontal hearth 10 opening outwardly through the cylindrical wall of the body 1 and connected to this body, a vuCite 11 limiting the combustion chamber is arranged above the hearth 1.0, an ashtray 13 is. connected to the arch 11 by an inclined wall 12, and to. the sole by a vertical wall 14.
The vault 11 of the fireplace connects to. a vertical duct 15 for supplying fuel which will be described, phis far, by leaving a horizontal slot 16 above the sole 10 (fig. 1 and 2).
The hearth communicates, at one of its ends, by a transverse duct 17 of reduced section, with a cylindrical longitudinal chamber 18 opening out of the cylindrical body 1 and closed by an inspection plug 19. In this chamber ends combustion, the main phases of which took place in the hearth.
The cylindrical longitudinal chamber 18 communicates, through its end opposite to that which receives. the transverse duct 17, with a transverse manifold 20 clans which open the tubes 6 of the first series of tubes of the tube bundle. This transverse collector has an external inspection cover 80.
The combustion gases travel through. thus the bundle of smoke tubes alternately in one direction then in the other, passing through the smoke boxes 7, 8.
They go out. of the beam by the lower box which is extended by a duct 21, connected to a suction inlet of a ventilator ?? driven by an electric motor 23 and driving. combustion gases in a chimney.
This fan and its drive motor are placed on the box 3 of the boiler.
The hearth 9 finally comprises at the end and on the side opposite to the duct 17, a secondary air inlet 354, connected to a duct 52 closed at the end by a plug 53 pierced with a hole, the opening of which can be adjusted. passage by means of a removable washer.
c) <I> A device </I> for feeding <I> in </I> comffiustiblP comprising a hopper 24 for accumulating fuel, having inclined planes pa rallèles to. the axis of the body eT-lindrique 1 and. abou weaving the vertical duct 15 opening at its lower part above the sole 10 of the fireplace. The conduit 15 has a horizontal section ho increasing slightly in the direction of movement of the fuel to avoid blockage (the fuel swelling on heating.
The hopper 24 is closed and comprises a buffer (the filling 25 on its upper wall. The vertical supply duct 15 communicates at its upper part, on the one hand, with the hearth 9, via the slot. horizontal 16 and on the opposite side by a horizontal slot 27, of lower height, with an air inlet duct 26 with a wedge-shaped cross section, and the lower wall of which is formed by the sole 10.
Calibrated holes placed at the upper part of the fuel store hopper, allow air to enter this hopper, as a result of the depression which is transmitted from the hearth to this hopper. This air sweeps the mass of fuel and carries the gaseous products of distillation towards the hearth, so that these products cannot go back into the hopper when the fuel releases a large quantity. The holes are calibrated in such a way that, when operating in standby mode, with the vacuum fan stopped, there cannot be a draft of the hopper towards the fireplace, thus reversing the natural draft of the chimney.
d) <I> A coke breaker </I> placed in the hopper 24 and the conduit. 15.
This device comprises a crankshaft 28 disposed horizontally in the vertical median plane of the duct 15 journaled in bearings 29 carried by the frame 30 forming the frame of the hopper 24. This crankshaft is driven at the end by an electric motor 31 (fig. 3 <B >) </B> by means of a reduction gear with helical wheel and worm 32.
In the eccentric parts of the crankshaft are articulated connecting rods 33 each coupled to a vertical rod 34 sliding vertically in guides 35 carried by the pipe <B> 15. </B> Each rod 34 can be terminated at its lower part by a point, in the case of the left rod of FIG. 2, or carry a transverse bar 36, the case of the second rod of this figure.
The rods 34 can also be connected, at their lower part, by a longitudinal bar 37 comprising transverse fins <B> 37, </B> (fig. 6 and 7). The internal walls of the vertical duct 15 have protruding lugs 38 (fig. 1, 2, 6 and 7) intended to hold the coke, so that it is broken by the devices described above in their movement. descending.
The thrust means formed by the fins <B> 37, </B> pass in their reciprocating movement between the lugs 38.
The frame 30 supports, in the hopper 24, a roof 39 with two slopes which protects the crankshaft 28 and the connecting rods 33 from contact with the carbon contained in this hopper. In the case of using lean fuels, anthracite, anthracite or coke, the coke breaker could advantageously be stopped, by means of a control device arranged on an electrical panel. e) hn <I> device of </I> scouring <I> to. pushers. </I> This device comprises pushers 40 intended to slide on the part of the hearth sole forming a wall for the air inlet duct 26. These pushers 40 are kept in contact. of this sole by guides 41.
They are coupled by connecting rods 42 to a crankshaft which 43 journaled in bearings 44 carried by a frame 47 of the box 3 of the boiler.
This crankshaft 43 is driven at one end by an electric motor 45, via a speed reducer 46.
A door 54, provided in the box 2, allows access to the pushrods 40 and their connecting rods 42. <I> f) A bypass device </I> intended to allow the boiler to operate with the sole vacuum of the fireplace. This device consists of a bypass duct 81 connecting the cylindrical transverse chamber 20 to the duct 21 at its inlet into the fan 22.
On this bypass duct 81 is interposed a valve 48 with flap 50 balanced by a counterweight 49 which remains in its open position (fig. 5) when the gases flow slowly at low speed, a gas flow of significant speed being capable of bringing the leaf 50 of this valve against an oblique seat 51, with the addition of the counterweight 49, the leaf 50 then being kept applied by the seat 51 by the difference in pressures acting on its two faces. g) Operation.
The embodiment of the boiler described above operates as follows: The small caliber fuel is introduced and stored in the hopper 24 by the upper buffer 25.
As the combustion progresses, this fuel descends into the duct 15, the shape of which is slightly flared downwards makes it possible to prevent the fuel from jamming in the duct under the effect of its swelling.
At the outlet of the vertical duct 15, the fuel spreads out on the hearth 10 of the hearth following two landslide slopes T1, T2 (FIG. 8), one, T1, being. intended for. flow through the slot 16 on the firebox side 9, the other, T \ ?, through the slot 27 on the duct side. air inlet 26.
Under the effect. of the depression created in the fireplace 9 by the suction of the fan 22, an air current is established following. the arrows F in the air supply duct 26 and through, a layer of fuel contained between the two slopes T1 and T2 which thus enters combustion.
If the fuel is sticky, it is produced in C (fig. 9) above the. lower layer in combustion, a layer of agglomerated coke which would form a plug in the duct 15 and. would thus prevent the descent of the fuel to the hearth.
The rods 34 of the coke breaker, in trails in a vertical reciprocating motion through their connection to the crankshaft 28, drop at regular intervals and break. said coke layer forms a C (fig. 8).
Lesergots38tenus ensailliedansledit conduit 15, retain said layer by its edges, so that the rod 34 does not push it all at once in the. burning layer. The cake layer is retained on the edges by the lugs 38, is smashed by the rod 34 which thus breaks it into pieces, then dragged with the fuel.
The pieces of coke thus formed complete their combustion with the rest of the fuel on the hearth 10 of the hearth.
In the case of using bituminous fuels, the coke which forms in the most immediate vicinity of the igniting mass supports the molten fuel in a pasty mass which adheres to this coke. When the coke layer breaks up by the coke breaker, the molten coal is entrained with this coke and brought into contact. with the ignited fuel, which promotes the release of veiling materials and facilitates combustion.
To get to the hearth 9, the distillation gases pass through the. layer of igniting fuel, which has the effect of raising their temperature and. to modify their chemical composition, by transforming them from heavy products into light products (cracking), which facilitates their combustion.
This combustion system is. particularly interesting in the case of fuel with a high content of volatile matter, because it avoids the need to have recourse to refractory linings to allow their rapid and complete combustion.
The calibrated orifices, drilled at. the upper part of the hopper-fuel store, allow, as has been said, the entry of a sufficient amount of air to prevent the distillation gases from rising into the hopper, particularly at the time of stop of the vacuum fan, it occurs. thus a permanent ba layage. of the fuel mass.
The high speed of the current. The air passing through the slot 27 gives rise, in the vicinity of this slot, to a high temperature which produces the melting of the ashes, even poorly fusible, and the formation of a layer of clinker JZ. This molten clinker tends to flow towards the hearth 9, while the part of the water which receives the arrival of fresh air from the duct 26 tends to solidify by cooling.
This clinker would invade the home if it was not. evacuated. For this purpose, the pushrods 40, described above and driven by the crankshaft 43, come into action at controlled intervals (FIG. 9). (The pushers 40 advance along the arrow <B> <I> f l. </I> </B> pushing the. clinker plate IlT formed from the slot 27 which, itself, pushes those formed previously.
The clinker plate softened by the high temperature of the hearth breaks normally. under its own weight when it cantilevered in front of the. vertical wall 14. It then falls into the ashtray 13.
If this too homogeneous plate does not break by itself above the wall 14, it would meet the inclined wall 12 of the hearth 9, it would slide against this wall and break to fall into the ashtray 73 (fig. . 9).
When the pushrods 40 return to their rear position, the igniting fuel which is no longer supported fills. the part released under the effect of its weight and by the action of the breaker: e, and the slot 27 being. uncovered, the combustion air re-enters the fireplace.
The push rods intervene at time intervals which vary according to the ash content of the fuel and. the look of the fireplace.
In steady state, the main or primary combustion takes place in the part of the neighboring layer: of the T2 slope, this part receiving fresh coal after each return of the pushers. The part of the layer adjacent to zone T1 comprises a large proportion of non-agglomerated bottom ash through which the flames pass.
The secondary air admitted through the opening 354 allows. the still combustible gases which have passed through zone T1. to complete their combustion in the hearth 9.
The unburned fuel particles which are included in the divided bottom ash neighboring the Tl zone, burn either by means of the oxygen which passes through these bottom ash, or by reduction of carbonic acid to carbon monoxide, which makes it possible to reduce to minimum the unburnt content of the bottom ash pushed into the ashtray 13.
This arrangement is also advantageous in the case of non-agglutinating fuels, because the fine particles contained in the fuel and which are entrained by the primary combustion air, are retained during the passage of the combustion gases through the layer of bottom ash, which acts as a filter, and they burn on contact with these bottom ash which are very hot.
The combustion gases leave the hearth 9 through the duct 17 of reduced section to arrive in the longitudinal cylindrical chamber 18. The rolling of the gas flow as it passes through the duct 17 and the changes in direction of this flow contribute to the wise arm. of the mixture and allow the last fuel elements to burn.
These last fuel elements burn in the cylindrical longitudinal chamber 18. The combustion gases, very hot, then flow into the transverse chamber 20 to then pass through the successive series of tubes of the bundle of smoke tubes 6 alternately in a direction, then in the other, passing through the smoke boxes 7 and releasing their sensible heat to the water contained in the cylindrical body 1.
The cooled gases leave the tube bundle in the duct 21, through which they are sucked into the fan 22 which then forces them back into the chimney. A box 56 (fig. 4) can be arranged to receive the entrained dust, if the fan is provided with a separating device.
The adjustment of the calorific power supplied by the boiler can be obtained by intermittent operation of the suction fan 22, the fireplace operating at natural draft and at reduced power during the periods when this fan 22 is stopped.
This natural draft, limited to a low pressure lowering the temperature of the combustion gases at their exit from the tube bundle 6, would be insufficient to maintain combustion.
The flap 50 of the valve 48 which is no longer applied to its seat 51 by the pressure difference opens and the bypass 81 then allows the still hot gases to pass from the transverse collector 20 directly to the inlet of the valve. fan 22 which, even stopped, does not offer great resistance to gas flow, the flow rate of which is then very reduced.
The smoke tubes 6 are thus short-circuited and the resistance of the course is thus reduced, at the same time as the lowering of the gas temperature. The boiler can thus operate at natural titration, with reduced power, but under good combustion and efficiency conditions.
If the calorie needs increase, we are led to restart the amplifier fan 22, the high speed of the gas flow which then travels through the bypass 81, applying that the leaf 50 of the valve against its inclined seat 51 with the 'make-up of the counterweight 49. The bypass 81 is thus closed and the combustion gases are. forced to take the route, the longer and more resistant passing. via the tube bundle 6 and the duct 21.
The combustion is regulated by metering the secondary air, by means of a removable washer arranged on the orifice of the terminal plug 53 of the duct 52 for introducing the secondary air. This setting, which only needs to be changed in the event of a significant change in the characteristics of the fuel, can only be corrected on purpose by replacing the removable washer. This avoids bad settings resulting from too easy and ill-reasoned interventions by less experienced users.
To ignite the boiler, the hopper 24 is filled with small caliber fuel which descends through the conduit 15 to form, on the. sole 10, the two slopes Tl. and T2. If the fuel does not drop steadily, the easse-coke device described above will be operated.
The slope T2 located in front of the slot 27 in the primary air inlet duct 26 is lined with dry wood, in small pieces. Shavings, paper, etc. are placed in front of this wood. These highly flammable materials are set on fire all along the sheath 26, at the same time as the motor 23 controlling the vacuum fan 22, the eoke breaker 34 and the push buttons 40 are started. being placed in the automatic operating position.
The fire then spreads rapidly to the entire layer of fuel located between the slopes <I> T1, T2 </I> and the exit of the cladding 15.
If the fireplaces go out during operation, the easse-coke and the push-buttons 40 are made to operate several times. that the fresh fuel appears in front of the slot 16, we then proceed as for an ignition without it being necessary to empty the hearth as in conventional boilers.
The eoke-breaker 34 could operate continuously at very low speed, but it is preferable to operate it only at sufficient time intervals. close together to avoid the formation of excessive coke masses. This prevents an exaggerated settling of the fuel in the combustion zone, and limits the grinding of friable fuels as well as the consumption of electric current. This intermittent running is automatically controlled by a clockwork movement.
The pushers 40 must. operate at time intervals which depend on the ash content of the fuel and the speed of its consumption.
The embodiment described above allows the use of all solid mineral fuels, from anthracite to lignite, as well as cokes and semi-cokes.
It can be set for larger or smaller calibers, but a size of 30 to <B> 25 </B> mm is best suited. It is. advantageous to use in the hearth, the fuel as it leaves the. mine after simple removal of stones and pieces passing the caliber, that is to say a fuel which is neither screened, nor washed, nor dusted. The key cost price of this fuel is. much lower than that of washed and graded fuels.
This embodiment of the boiler may equally well be a central heating boiler, steam or hot water, or an industrial type boiler for the production of steam, hot water or superheated water.
In a variant, this boiler could be made in several bodies, one containing, for example, the fireplace, the other the tubular bundle.
The second embodiment of the boiler shown in ales fig. 10 to. 13 com carries the flat hearth 10 above which is. arranged the conduit 15 for supplying fuel supplied by the aeetimulation hopper 24.
The household fuel supply duct 15, above the sole 10, and on the outside side, the. slot 27 for the combustion air supply and, on the inside, slot 1.6 for the flow of combustion gases and the evacuation of bottom ash.
The pushers 40 sliding on the sole 10 in a reciprocating motion, are intended to push the clinker which forms on this sole 10 into the ashtray 13 arranged below, following this sole 10.
The hearth comprises, above the ashtray 13 and the internal part of the sole 10, the combustion chamber 11 communicating with the conduit 15 key for lowering the fuel through the slot 16 described above.
The sole 10 of the boiler has air inlet orifices distributed in two bands perpendicular to the direction of movement. push keys 40.
These orifices can be formed by simple small-diameter perforations 201 formed in the plate constituting the sole 10 (FIG. 10) distributed in two bands 202-203 extending over the entire length of the sole.
In a variant, these orifices can also be formed by intervals separating the bars 204 of short length arranged transversely to the direction of the corresponding strip (FIGS. 14 and 15).
Each strip of orifices 201 constitutes the upper wall of an air supply duct 206, 207. These ducts are, for example, formed by a sheet folded in <B> U </B> and welded at its edges. under the sole 10, on either side of the bands of orifices 202, 203.
In the case where the orifices are formed by the intervals between the bars 204, the conduits 206, 207, internally have projecting edges 208 (FIG. 14) on which the bars 204 rest, by their ends.
Each of the ducts 206, 207 for supplying air to the orifices of the sole 10 opens to the outside, through the front of the boiler via a tubular suction inlet 209 (FIGS. 11 and 13).
In the case of a boiler having a large longitudinal dimension and, consequently, relatively long ducts 206, 207, each of the ducts would open out at its two ends through the front and rear facades of the boiler via a suction inlet. tion.
Each suction inlet is formed, as shown in section in FIG. 16. The tubular hearing 209 has an external thread onto which is screwed a plug 210 drilled with a large hole 211 and clamping against the end of the tube 209 a removable washer 212 drilled with a hole <B> 21.3. < / B> The <B> die, </B> air bit is adjusted by placing a washer whose hole 213 has a suitable diameter. In order to remove the ashes which fall into the conduits 206, 207 through the perforations 201, the stopper 210 is unblocked and these ash are removed by means of a scraper.
One of the bands of orifices 202 is located below the fuel downcomer duct 15, the other strip 203 is placed immediately after the exit of the slot 16 separating the duct 15 from the. combustion chamber 11.
The operation. of the hearth is then the following. The depression prevailing in the combustion chamber 11 causes the entry of the outside air, on the one hand, through the slot 27 separating the duct. of descent 15 of the sole 10, on the other hand, by the bands of orifices 202, 203 of the sole 10. The primary combustion is provided in zone 1 (fig. 17) located below the duct 15 by the 'air arriving along f 1 through the slot 26, and through the air entering along f 2 through the perforations 201 of the first strip 202 (FIG. 17).
The air entering the home by this first strip 202, following <B> f2, </B> crosses the. layer of clinker in formation, in which it ensures the combustion of the carbon still included in the mass, and will mix with the incoming air. along f 1 through slit 27 to form the flames coming out along f 3 through slit 10.
The passage of this air, following <B> f2, </B> through the clinker in formation, cools. this molten iron chews, and solidifies it around the sinuous channels that the air has created to enter the. mass, which produces a porous clinker.
This addition of primary air facilitates the passage of air through the fuel, increases the power developed by the hearth and decreases the depression required in the combustion chamber 11.
The air which penetrates along f4 into the bottom ash layer through the orifices of the second strip 203, ensures the conditional combustion, that is to say the combustion of the gas unburnt, partly in the. zone 11 which is formed by the upper portion of the bottom ash layer which is thus maintained at high temperature, and partly in the combustion chamber 11.
This penetrating air according to f4 also ensures the combustion of the solid carbon which can remain in the bottom ash mainly in zone II after the primary combustion in zone I. The penetration of the bottom ash layer by the incoming air. following f4 by the orifices of the second strip 203 is made possible, thanks to the porosity of the layer of clinker obtained, as described above, thanks to the air entering the molten layer through the orifices of the first strip 202.
By suitably determining the width of the second strip 203 and the stroke of the pushers 40, all the parts of the outgoing slag cake are systematically passed. through the slot 16, in the zone swept by the air coming from this strip 203, which makes it possible to obtain complete combustion and, consequently, a very high efficiency.
This arrangement is important because it achieves a methodical exhaustion of the slag at the same time as a very precise dosage of the secondary air allowing. to obtain a very high C02 content in the fumes, without risk of evacuating unburnt gas.
The delimitation of the combustion zones shown in FIG. 17 corresponds approximately to the speed established in the middle of the time interval between two consecutive operations of the push buttons.
The foci described are combined in this second embodiment with a particular form of the exchange surface.
This exchange surface is produced in the form of a bundle of straight tubes arranged in six planes of increasing length, connected in zigzag (fig. 10).
The first tube plane comprises two tubes <B> 2151, </B> 215., opening out at their lower part into a lower horizontal collecting tube 216 connected to the combustion chamber 11 by a very short duct 217 and to their part upper in an upper collector tube 218.
The second tube plane comprises two tubes 2191, 219., opening out at their upper part into the upper manifold 218 alternately with the tubes of the first tube plane and at their lower part into a lower manifold 220. And so on for tubes 2211, 221.
of the third plane of tubes and their upper manifold 222, for tubes 2231, '? 23. of the fourth plane of tubes and. their collector in @ erierlr 224, for the tubes 2251, 225. of the fifth plane of tubes and, their upper collector 226, finally for the tubes \ '271, 227. chi sixth plane of tubes and their lower collector 228. All the higher colleeteura <B> 218, </B> 222, 2_'6 are. at the same level.
The planes of tubes are (increasing in length and forming a certain angle between them, so that the lower collectors 216, 220, 22-1, 228 are arranged in a substantially inclined plane, parallel to the inclined wall 12 of the chamber. combustion 11. The lower manifold 228 of the last 1) lo-iu of tubes communicates with the suction (the exhaust fan.
The tubular bundle of smoke tubes above (described below. Is housed in the body of the diaridière, between the accumulation hopper 24 (the fuel, the inclined wall 12 of the free combustion chamber and a green facade). - shim 22 \ 1 of the boiler.
The tube bundle is submerged in the water of the boiler, except for the upper ends of the tubes which protrude above the upper wall '' 30 and. are closed by removable buffers allowing sweeping.
The upper horizontal collectors 218, 222, '? 2f and. lower? -16, 220, 224, 228 also de- 1> otielient at their two ends ii through the corresponding facades of the boiler, and are closed by removable buffers 236, allowing sweeping (Yin. 1.1).
The number of tubes of the same plan is. (the (letrx in the embodiment described, but it may vary with the power of the boiler.
We could thus vary the number (the plans (the tubes.
The addition of the two air inlets 202 and 203, combined with the passage of the combustion gases through the layer of ignited carbon accelerates the combustion of the distillation gases, which makes it possible to send the combustion products directly. which are still in the form of flames at the outlet of the combustion chamber 11, of very small volume, directly in the starting manifold 216 of the bundle of smoke tubes. The intermediate cylindrical combustion chamber, which was mentioned above, is thus eliminated.
To get to the outgoing manifold 216, the flames pass through the very short duct and of relatively small section 217 which provides vigorous stirring of the gases by reducing the passage section and changing the direction of the gas streams. This stirring allows the combustion of the last solid or gaseous unburnt which could remain in the combustion gases.
This embodiment comprises on its front side two openings closed by screwed caps 250, 251 and corresponding to the low points of the water chamber, located above the slots 16 and 27. These caps allow the sludge to be extracted. which can accumulate at these low points. On the same side are provided a hearth door 252 and an ashtray door 253 (fig. 13).
In the case where non-agglutinating fuels are used, the coke breaker device can be omitted and the bottom slag and ash discharge pushers 40 can be manually controlled by a mechanism shown in FIGS. 10 and 12. This mechanism comprises a control lever 232 articulated around a horizontal axis 233 fixed by means of a profile <B> 23 </B> 4 on one of the sides of the boiler at the lower part. of the latter.
This lever 232 is. coupled by a connecting rod 235 to. a crank 236 wedged on a horizontal shaft 238 fixed to the front of the section 234. The pusher 40 is itself coupled to this shaft 238 by two connecting rods 239 and two cranks 240 wedged on the shaft 238.
By making the lever 232 oscillate by hand around its axis 233, the push-button 40 is communicated with the rectilinear reciprocating movement which produces, during the stroke of this push in the direction of arrow f6 (fig. 10), the thrust. bottom ash to the ashtray.
This arrangement is suitable for installations of small and medium size, for example boilers in buildings or pavilions, the operation of which is entrusted to a concierge or to any person.
In this case, a warning device, ringing device or indicator light can be installed on the Lin boiler, indicating from a distance that the cleaning must be done. be carried out.
In a variant, this mechanism can be controlled by the clockwork movement used for the automatic control of the evenings which, in this case, closes the electrical circuit of the sound or light warning device, which must be cleaned. .
It should also be noted that it is not necessary for the scrubbing to be carried out as soon as the signal is working. A delay, even long enough, only causes a slowing down of the operation of the fireplace and a small temporary reduction in efficiency, but does not risk causing the fireplace to go out.
When we use some fuel which ash does. fuses only at high temperature and including. the content of fine particles is quite high, it turns out that particles of incompletely burnt fuel are projected onto the surface of the slag cake, far from it. exit slit 16.At this distance, the temperature of the slag is insufficient to sustain the combustion of the carbon still contained in the projected fuel particles, and this carbon is evacuated in the slag.
A device makes it possible to limit this projection and, by recovering the fuel particles, to suppress the resulting losses.
This device shown in FIGS. 18 ct 19 includes a screen 301 disposed in the. combustion chamber 11 on the way. projected particles. . This screen is formed of a flat box comprising two parallel walls 3011-302 joined together at their lower and upper parts by semi-cylindrical walls 301 î-301.
This box 301 communicates by its two ends with water blades 302 circulating in the front and rear facades of the boiler and a certain number (the tubes 303 placed at the upper part of the box make it communicate with the mass of water prevailing above the vault of the hearth 11. In this way, an intense water circulation is ensured in the screen which is exposed to the very hot flames coming out of the mass of fuel.
To prevent local vaporization at the upper part of the screen, the upper part, between two consecutive tubes 303 or between a wall of the boiler and a tube 303, has a double slope of which. point. bottom is in the middle of this. interval. This device facilitates the flow of water along the. top wall and prevents the formation of steam pockets which would cause clicking during boiler operation.
The number of key communication tubes 303 varies with the length of the hearth.
At one end of the screen, or a variant at both ends (fig. 19), in the case of a very long boiler, it ori fice 30-1 fitted with a removable plug 305, allows removal sludge and scale that can settle to. inside the screen.
Screen 301, which is shown vertical on the fi. 18, could in another variant be placed obliquely, following the dotted line for example.
These fuel particles, entrained by the flames which come out of the slot 16 with a fairly considerable speed due to the lamination between the upper wall of the slot 1.6 and the igniting mass, strike the screen 301 following the arrows F.1 .
Heavy fuel particles cannot continue to. be entrained by the flames in their upward path, because the speed of these decreases considerably due to the sudden increase in the passage section at the exit of the slit 16. The particles which strike the screen therefore fall back on the mass (the slag and fuel which is below, and which is kept at a high temperature by the combustion of the carbon which is still contained therein. This combustion is maintained by the secondary air entering through the band d 'ports 203.
The carbon still contained in the particles deposited on this igniting bed is thus burnt off as they are deposited.
Only very light particles can be supported by the flames and entrained, following arrows FB, towards the outlet 217, but, as they are. very low in volume, they remain in contact with the flames long enough for most of the carbon in them to be burnt off beforehand. than cooling: gas does not stop combustion.
We thus arrive at. considerably reduce losses by unburnt solids.
In the drawing, the arrows marked Fel indicate the trajectory of the heavy particles between the slit 16 and the screen, and the arrows marked FB indicate the course of the flames towards the exit orifice 217.
The operation of the fireplace described. above can be done as follows. The scrub pushers .10 in their outward movement do not engage in the separation slot 16. the fuel feed pipe 15 from the combustion chamber 1.1. These pushers stop directly above the inner wall of duct 15, as shown in broken lines in FIG. 18.
In this way, the slit 16 is always closed by the slag cake eoni- posed with bottom ash and, on the upper part, a mixture of melrefers, ash and. of combustibles during combustion.
In this way, the fresh fuel which descends into the vertical supply duct 15 to replace the fuel as it is consumed or to fill the vacuum left by the push rods when they return to their rest position, remains below the downcomer 15, without spreading towards the combustion chamber 1.1. The distillation products and combustion gases are therefore forced to pass through a layer of mixture of slag and ignited fuel to emerge into combustion chamber 11.
This operating mode makes it possible to overcome the drawbacks of boilers and burners with gravity feed, in which the fresh fuel descends to the surface of the combustion embankments, both during operation of the appliance and during reconstitution. of these embankments after each cleaning. The result of this operating mode is that when, after cleaning, the fuel is allowed to quickly fill the hearth, the flames are smothered by the fresh fuel and there is distillation without combustion of the products. If this condition continues, it inevitably occurs. an explosion at the moment. the reappearance of flames, that is to say, the ignition of the distillation gases.
This explosion can be very serious and not only damage the boiler, the flues and the chimney, but also cause accidents which can be fatal to personnel.
Limiting the stroke of the push-buttons, so that they cannot pass through the slot 16, combined with devices mentioned below, which automatically limit to, one back and forth of operation of the push-buttons on each of their interventions , gives complete safety in relation to the risk of explosions.
This operating mode also ensures all the advantages resulting from the passage by the distillation products and the combustion gases of a layer of slag and ignited fuel, that is to say the transformation products heavy into light products allowing their rapid and complete combustion and eliminating the need for refractory linings to ensure this complete combustion.
In the event that the pushers have a very short stroke, the same result could be obtained by making them perform two or more successive back and forth movements, at each scrubbing operation, so as to cause the cake to advance. of slag via an increasingly thick layer of fuel, which came to be interposed between the pushrods and. the slag cake.
In this case, there. the back and forth movements of the pus should be stopped before fresh fuel can reach the exit of slot 16.
The limitation of the. stroke of the pushers allows. then to the combustion gases to go directly. in the exchange surfaces without having to. fear of abnormal smoke deposits on these surfaces, which makes it possible to eliminate the intermediate electric combustion chamber 18 of the first embodiment (fig. <B> 1). </B>
The pushers 40 present. a cross section such that they obstruct almost completely, the front slit 27 serving for the entry of air. 'This prevents the fuel deposited on the upper wall of the tappets from being entrained outside the fuel descent pipe 15, when the pous evenings return to their rest position.
When the pushers come in at. new in the mass of fuel at the time of the next de-fouling operation, the fuel which has remained deposited on their upper wall, is pushed back and, after a certain number of back and forth movement of the pushers, fuel falls from them onto the extension of the hearth, towards the outside of the boiler.
It is then pushed back by the pushrods themselves, to finally fall to the ground outside the boiler, which leads to an appreciable loss of fuel.
According to another embodiment, the device for controlling the tappets and the eoke breaker comprises an electric motor 45 (fig. 21) which drives the crankshaft 43 <B>: ,, </B> either of the tappets or of the coke breaker, through the intermediary of a coupler to. powder or grain 211 and a coupling with two plates 2121, 212., making it possible to remedy small differences in centering between the engine axis 15 and the crankshaft axis 43.
The powder or grain coupler carries, in the known manner, a housing 211 wedged on the shaft 241 wedged on the motor shaft 15 and a wheel. 2-13 pallets inside this housing and. wedged on the driven shaft 211 co axial to the motor shaft (rig. 22). The housing contains a certain amount of / metallic powder. or (the <U> grains </U> which allows, first between the case 241 and the wafer wheel 213, a movement.
relative which dampens as the powder reads or the gains collect at the periphery of the case under the effect. centrifugal force.
In the present case, the inertia of the assembly of the driven device opposes a rapid starting of the shaft 43, key so that the first key turn of this shaft 13 is carried out at a speed much lower than. that of the engine 45, especially if the quantity of egg-laying or grains put into the coupler 21l corresponds to a very gradual start-up.
The so-called motor 23 of the fan, of the motor 45 of the tappets, of the motor 3l of the coke breaker is shown in FIG. 23 in the case of a three-phase power li-iie.
The fan motor 23 has: smoke key spiratetir is powered by line streak 260 protected by circuit breaker keys <B> 261. </B> and controlled by a switch 262 controlled by an electromagnet 263.
The key coil this. electromagnet <B> 263 </B> is in circuit with the eoritaets of a thermostat 264 doubled with a safety thermostat 265, the sensitive parts of which are in contact with the water from the eliaticlière or with the contact of 'a manometer whose deformable organ is subjected to. the key pressure the steam c1E. this boiler.
The circuit of the. The coil of the electromagnet 263 is capable of being closed by a short-circuiting forced-on switch 266. the thermostat. 264 and lighting a pilot light <B> 267. </B>
The 45 push key motor is. supplied by a line 268 with fuses 269 and switch '_'70, controlled by an electromagnet <B>' 271. </B> The winding (this electromagnet 271 c <t cil circuit with: an inverter 286, controlled by a dis (lne <B> 285 </B> with clockwork movement, driven r) ar titi motor 272; '2 an inverter 287, controlled by a finger 288, mounted on the end crankshaft -1: 1 (the pushrods, and.
has the contacts of a relay 276. The motor 272 intended to drive the dis- (Iiie _'85 is connected to one of the phases at the output of an inverter 282 and is in circuit with a switch 273- , '2-74 ordered bar a cam 291, mounted on the end of the brequin crank 28 of the easse-colie. Finally, the motor 31 of the coke-breaker is ali- nlent6 by a line 277 with fuses 278 and switch 279,
controlled by a 2 \ i0 electro- aiiiiant. The winding of this. electro-iiiniant 280 est. in circuit with: 1 "an inverter 281, controlled by a disc <B> 289 </B> â. clockwork movement driven by it motor 284; 2" inverter 282 controlled by a finger 283, mounted on the end of tree of the vile brequin 28 of the cockroach, and.
3 "the contacts of a relay 275.
Motor 284 for driving said 289 is on with a switch 290.
The coil of relay 275 is a circuit with inverters 286 and 287 and the contacts (] it relays 276.
The winding of relay 276 is. in circuit. with the inverters <B> 281, </B> and 2821 integral with the inverters 281 and 282.
This assembly allows the following peculiarities: The motor 23 of the smoke extractor operates as soon as the temperature or the pressure drops in the boiler above a value determined by closing the contact of the thermostat 264 and energizing the coil 263 controlling switch 262.
The pushers 40 for evacuating the mash and ash must not operate at the same time as the coke breaker, in order to avoid their meeting below the duct 15. It is advantageous for the coke breaker to operate immediately afterwards. the evacuation of slag, in the manner of. fill the space which has just been freed by the pushers 40 by lowering a certain quantity of fuel onto the sole 7.0.
In the case of the diagram of FIG. 23, the control of the push-buttons 40 is controlled at a rate which is a function of the operating time of the smoke-extractor fan.
In practice, this rate will be determined after examining the slag which should not contain a significant amount of apparent unburnt material.
The device shown schematically in FIG. 23 works as follows: The moving disc. clock 285, the motor 272 of which is supplied from line 260, totals the operating time of the vacuum cleaner, it actuates the inverter 286 each time. reaches the total operating time of the smoke-extractor fan for which it has been set, and thus closes the control circuit of the coil 271 activating the switch 270 of the motor 45 of the push buttons.
But this control circuit passes through the inverter 287 and the contact of the relay 276. It can only be closed if the control circuit of the coil 280 of the switch 279 of the engine 31 of the coke breaker is itself. - even closed by the double inverter 281, <B> 2811, </B> controlled by the clock movement disc 289, this double inverter simultaneously closing the circuit of relay 276 and that of coil 280.
The push-buttons can therefore only operate when the coke breaker is ready to start, but this starting is immediately stopped by relay 275 which cuts the circuit of coil 280 of switch 279 as soon as the circuit of coil 271 of switch 270 is itself closed. The pushers can thus operate without the risk of encountering the coke breaker. The finger 288, ealé on the crankshaft 43 for controlling the pushrods, causes the reverser 287 to switch when this shaft 43 has made one revolution, which stops the pushrods 40 after one go and return.
At this moment, the relay 275 closes and, the circuit of the coil 280 of the switch 279 being closed, the motor 31 of the easse-coke starts up, to cause the rods 34 to move back and forth. the control shaft 28 of these rods has made one turn, the finger. 283 activates the double inverter 282, 2821 and cuts the circuit.
The cam <B> 291 </B> in engagement with the mobile terminal. \. 173 of the contact 273, 274 maintains this contact closed only when the shaft 28 is in a position close to its rest position, which prevents the actuation of the push buttons when the coke breaker is in service.
The switch 290 makes it possible to stop the clockwork movement 289 when the breakage is not. not in service, for example when using non-coking fuel.
The operation of the reduced-rate fireplace can also be achieved by the device shown in FIG. 20.
This device comprises a pyrostat 306, arranged at a point in the path of the combustion gases and, preferably, before the vacuum fan 22. This pyrostat can be placed either on one of the smoke boxes 7-8, shown on the figures. fig. 1, 2 and 3, or on the suction duct 21 of the suction fan 22 (fig. 4). In another variant, the py rostat 306 could also be mounted at the end of one of the tubes 215-219-221-2223 - ') 25-127 of the boiler of FIG. 10.
The pyrostat 306 controls the starting of the motor 23 of the suction fan 22, for example by closing the control circuit of the contactor 262 by bypassing, for example, the terminals of the thermostat 264 (fig. 23).
The same result is obtained if pyrostate 306 bypasses the terminals of forced run switch 266 (fig. 23). This avoids any risk of extinction of the fuel, in the event that the natural draft of the chimney could not ensure a sufficient flow of gas through the exchange surfaces to maintain long-lasting combustion; but, at the same time, the rather significant drawback presented by the use of a by-pass preventing passage through the exchange surfaces is eliminated.
In the case of using this bypass, it happens very often that when the. The chimney has a fairly considerable natural draft, the heat output is too high at idle speed, with the vacuum fan stopped, which seriously reduces the total efficiency of the boiler.
It would also be possible to use a clockwork movement which, suitably adjusted, would automatically re-start the fan whenever there is a risk of stopping for too long. to bring the fuel extinguishing into the fireplace. This clockwork movement would perform the same shunt operations described above for the pyrostat 306.