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Foyer à combustible pulvérulent, en particulier pour les locomotives*
Lorsqu'on veut chauffer au moyen de poussier de charbon des chaudières de locomotives de construction usuelle, on dispose uniquement, comme chambres de combustion, de la boite à feu et du cendrier se trouvant en-dessous. Les particules du poussier qui ne sont pas complètement bru- ' lées lorsqu'elles atteignent la paroi tubulaire sont re- froidies dans les tubes de fumées ou de chauffage dans une mesure telle qu' elles s'éteignent et sont évacuées non brûlées.
Si l'on veut brûler complètement le poussier de char-
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bon dans la chambre de combustion très petite, en compa- raison des installations de chaudière fixes, d'une chau- dière de locomotive, on doit raccourcir considérablement la durée de la combustion jusque des fractions de secon- de* La chambre de combustion peut aussi être rendue d'au- tant plus petite que le poussier et l'air sont mieux mé- langés ensemble, par le fait qu'on les oblige à se péné- trer de plus en plus par des tourbillonnements répétés. A cet effet, la flamme de poussier de charbon est plusieurs fois subdivisée.
On a réalisé jusqu' présent la subdivi- sion de la flamme de poussier en disposant côte à côte une rangée de tuyères individuelles, de telle sorte qu'à l'avantage d'une plus faible longueur de flamme et d'un temps de combustion plus court s'oppose alors l'inconvé- nient d'une constitution moins simple de l'installation.
Suivant une partie essentielle de la présente invention, on réalise une subdivision intense de la flamme d'une manière plus simple telle que l'installation soità peine plus compliquée qu'en cas d'emploi d'une seule tuyère pour toute la quantité de combustible. On prévoit \ cet effet des tubes de tuyères pourvus de nombreuses ouvertures de sortie verticales, de préférence en forme de fentes, pour le mélange de poussier et d'air ; ces ouvertures sont ré- parties sur toute la longueur du tube de tuyère et lais- sent s'échapper le mélange en jets fins transversalement au sens de la longueur du tube. Ces fentes sont en outre exécutées avec des arêtes vives vers la chambre foyer de façon qu'il se produise à l'entrée dans la chanbre de foyer un fort tourbillonnement.
Les tubes de tuyères sont logés dans la partie inférieure de la boîte à f eù et sont faits avantageusement de deux tubes rectilignes q,ui sont placés en face l'un de l'autre. Dans des cas particuliers, ont peut donner aux tubes de tuyères une forme annulaire ou u-
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ne autre forme recourbée. 11 est essentiel que des jets de même direction se rencontrent car onévite ainsi la for-' dation de flammes en dards de chalumeau et on provoque de nouveau un fort tourbillonnement.
Il est encore important pour une combustion convenable, et sans résidus, des parti- ; cules de poussier, d'amener de l'air supplémentaire, autant' que possible à l'état réchauffé, de manière que les parti cu- les de poussier soient de nouveau mises en tourbillonnement avec l'air, servant de véhicule et soient amenées a brûler rapidement.
Si on a prévu dans la boite à feu un écran, la combustion doit se faire autant qu e possible en-dessous de celui-ci*
Dans le cas de l'amenée du mélange de poussier et d'air au moyen de tubes de tuyères pourvus sur toute leur longueur de fentes verticales transversales débouchant dans la cham- bre de foyer, il peut se faire, si le diamètre du tube rester le même, en particulier dans le cas de tubes rectilignes à introduction du poussier d'un seul côté, que le mélange de poussier et d'air ait une vitesse inégale, c'est à dire que la vitesse peut diminuer vers l'extrémité du tube de tuyère, ce qui conduit à des dépôts de poussier et éventuellement à l'obstruction des fentes* Eh outre, si la vitesse de sor- tie du mélange de combustible et d'air est minime,
la flamme' peut facilement se propager dans les ouvertures des tuyères et provoquer une destruction rapide de celles-ci. Pour ces motifs, le tube de tuyère va en s'amincissant dans le sens du mouvement du mélange de combustible et d'air, en concor- dance avec les sections de fentes de sortie, et chaque fente du tube de tuyère est refroidie d'une manière appropriée.
Le refroidissement se fait avantageusement'.au moyen de corp,s de refroidissement disposé vers la chambre de foyer et pour- vus de fentes qui sont placées devant les fentes de sortie
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transversales du tube de tuyère et qui sont plus larges que ces dernières* Avec un semblable dispositif de refroi- dissement, la surface refroidie exposée au rayonnement direct du feu est relativement grande. L'effet de refroi dissement peut ainsi devenir plus grand que c' est absolu- ment nécessaire pour protéger les tuyères.
Il en résulte que la chambre de foyer peut, en particulier lorsqu'elle a de petites dimensions, être refroidie inutilement pré- cisément à l'endroit où, en vue d'un bon allumage et d'u- ne combustion intensive, il est désirable d' avoir une tem- pérature aussi haute que possible, de sorte que la vites- se d'allumage ou de combustion se trouve diminuée. Moyen- nant une conformation appropriée des corps de refroidis- sement, on peut produire une extraction réduite de chaleur de la chambre du foyer.
Les corps de refroidissement reçoi- vent 'IL cet effet de préférence une section transversale à angle aigu ou une section analogue, par exemple une sec- tion triangulaire et ils sont disposés avec l'arête à an- gle aigu tournée vers la chambre du foyer de façon que la section des corps de refroidissement augmente avec l'ac- croissement de la distance de la chambre de foyer. Pour tenir compte de la forte sollicitation par la chaleur des nervures pleines reliant les corps de refroidissement, ces nervures sont subdivisées.
En vue d'améliorer l'évacuation de la chaleur, les aubes directrices conduisant le mélan- ge d' air et de poussier dans la fente formée entre les nervures sont faites en cuivre ou en un autre métal à conductibilité calorifique élevée et sont fixées entre le tube d'amenée aminci et les corps de refroidissement d'une manière appropriée, par exemple par simple serrage.
Dans le cas de tuyères refroidies par de l'eau, le corps de re- froidissement est avantageusement parcouru par une partie de l' eau de la chaudière ou par l'eau d' il alimentation de la
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chaudière A cet effet l'eau de la chaudière est amenée au corps de refroidissement en venant de l'endroit de la chaudière ou il règne la température la plus basse et el- le s'écoule alors, après échauffement dans ce corps, par suite de la différence des poids spécifiques et éventuel- lement avec mélange de vapeur, par une conduite montante, dans une partie plus élevée de lachaudière ou dans la cham. bre de vapeur.
Il est en outre essentiel, pour le refroidissement suf fisant des tuyères, de produire une circulation active de l'eau de la chaudière dans les corps de refroidisse- ment. Ce résultat est obtenu par le fait que les tuyaux montants, par lesquels l'eau de refroidissement retourne en un point plus élevé de la chaudière ou dans la chambre de vapeur de la chaudière, sont soumis au rayonnement di- rect du feu.
On peut par exemple ramener l'eau de refroi- dissement dans la chaudière, après qu'elle a parcouru les tuyères, au moyen d'un ou de plusieurs tubes se dirigeant vers le haut à l'intérieur de la boîte à feu, a une dis- tance appropriée, parallèlement à la paroi tubulaire de la chaudière, ces tubes débouchant dans le ciel du foyer ou bien dans la paroi tubulaire, ou encore au moyen de tu- bes s'élevant transversalement à la chambre du foyer vers la paroi de portesupérieure, servant en même temps de tu- bes de support et de refroidissement pour l'écran du foyer et débouchant dans la partie supérieure de la paroi de porte.
Dans le cas du refroidissement par l'eau d'alimenta- tion de la chaudière, la tuyère est placée dans la condui- te d'aspiration de la pompe alimentaire de la chaudière.
Lorsque le débit de la pompe reste constant, l'eau qui n'est pas nécessaire pour l'alimentation de la' chaudière retourne au tendeur par une vanne de changement de conne-
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non. Pour le refoulement de l'eau de refroidissement du tender vers la locomotive, on peut en outre prévoir une pompeparticuliere qui est par exemple actionnée par une machine auxiliaire del'installation de refoulement du poussier. davantage de cette disposition consiste en ce qui elle assure une circulation uniforme de l'eau du tender qui s'échauffe en cas de fonctionnement prolongé et qu'elle procure une aspiration absolument sûre dans le dispositif d'alimentation de la chaudière.
Dans les boîtes à feu dés locomotives, il y a fréquem- ment, comme on le sait, des voûtes formant écrans qui sont faites en pierres réfractaires et qui contribuent dans une mesure considérable à améliorer la combustion du combus- tible ou des gaz du foyer. Un inconvénient connu de ces autels est qu'ils se détériorent fréquement à cause des températures élevées auxquelles ils sont soumis. Dans les locomotives à poussier de charbon, cet inconvénient se fait sentir dans une mesure particulièrement forte de sorte quton a déjà essayé de refroidir les autels par des tubes d'eau ou des moyens analogues donnant des dispositions re- lativement compliquées.
Un refroidissement particulièrement efficace et simple des autels dans les foyers à poussier de charbon est obtenu par le fait que l'air supplémentaire né- cessaire pour la combustion est employé en vue du refroidis- sement. Ce résultat s'obtient le plus simplement par le fait que l'air supplémentaire est amené à la chambre du foyer au moyen d'un canal qui est disposé entre la paroi tubulai- re et la maçonnerie de la boite à feu et qui possède vers l'extérieur une ouverture disposée dans le sens de la marche.. cet air étant envoyé dans la chambre du foyer en-dessous de l'écran et le long de ce dernier.
Grâce à ce passage de l'air supplémentaire le long de
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l'écran du foyer, on obtient un très bon refroidissement de ce dernier et une plus grande durée d'existence de l'autel.
En même temps, l'air supplémentaire est complètement réchauf-, fé par le rayonnement du foyer sur l'écran, ce qui produit une température plus élevée de la chambre du foyer et par con- séquent une meilleure combustion.
Il est également avantageux de prévoir dans la paroi de porte un canal s'étendant vers le bas le long de la maçonne- rie de la boîteà feu et amenant de l'air supplémentaire dans la partie postérieure de la boite à feu. La paroi de porte est en même temps mise ainsi à l'abri de l'action des flam- mes en dards de chalumeaux. Pour empêcher en outre un refou- lement du courant d' air supplémentaire, à l'entrée dans la chambre du foyer, vers la paroi de porte, on a prévu au-des.!.. sus de l'orifice intérieur du canal une saillie formant écran en matière réfractaire, saillie par laquelle le courant d'air supplémentaire qui s'élève est détourné vers la chambre du foyer et maintenu écarté de la paroi de porte.
Dans les foyers stationnaires à poussier de charbon, on produit par mètre cube de chambre de foyer et par heure 150.000 a 500*000 calories, et dans les boîtes à feu de chau- dières ordinaires de locomotives Stephenson, on doit et on peut développer de 1,2 a 2 millions de calories. Les quantités de gaz de combustion ainsi formées sont tellement grandes qu'une particule de combustion ainsi formé poussier de char- bon doit parcourir en moins d'un quart de seconde l'espace de la tuyère à la paroi tubulaire. En ce court espace de temps,.' la combustion doit être complète.
Les particules de coke non encore brûlées sont refroidies tellement fortement contre la paroi tubulaire et dans les tubes du corps cylindrique de la chaudière -que la continuation de la combustion est impossible
Aux températures élevées développées et avec le 'temps
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très court disponible, il n'est pas possible de refroidir suffisamment dans la boîteà feu les particules de scories con tenues dans le poussier de charbon pour qu'elles atteignent déjà \ l'état durci la paroi tubulaire; au contraire elles sont encore alors à l'état liquide ou pâteux.
En rencontrant la paroi tubulaire, elles sont fortement refroidies, y res- tent adhérer et formant les obstructions de scories, bien con- nues et tant redoutées, Ces obstructions rendent progressi- venant de plus en plus difficile le passage des gaz chauds dans les tubes et réduisent le développement de vapeur.
Cet inconvénient est écarté par le fait que l'autel est disposé de telle fagon -dans la boite à feu et possède des di- mensions telles que la section libre de la boite à feu entre l'arête libre de l'écran et la paroi de porte est plus petite qu'entre l'arête de l'écran et le ciel du foyer. Grâce % cette disposition, la vitesse la plus grande des gaz de foyer, qui jusqu'il présent était atteinte après le passage autour de l'écran, \. peu près entre l'arête de l'écran et le ciel du foyer, -dans le sens horizontal, de façon que les particules de scories entraînées étaient projetées contre la paroi tubu- laire, est obtenue maintenant dans la section transversale en- tre l'arête de l'écran et la paroi de porte, dans la direction du ciel du foyer.
Il en résulte -que les particules de scories entraînées ne participent pas l'écoulement autour de l'écran et à la déviation suivant la voie horizontale dirigée vers la paroi tubulaire, mais conservent leur sens de mouvement reçu lors de la vitesse maxima et sont projetées contre le ciel du foyer. Elleseont granulées au contact de ce ciel de foyer re- froidi par l'eau, de sorte qu'elles ne peuvent plus adhérer à la paroi tubulaire.
Les accumulations de scories se formant sur les écrous desentretoises du ciel tombent après avoir atteint un grand développement et un grand poids, soit d'elles- mêmes, soit sous l'effet des vibrations de la marche, pour at-
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teindre le cendrier ou l'écran, où elles sont sans effet nui- sible. On peut également éviter les accumulations de scories a la paroi tubulaire de la chaudière de locomotive en dispo- sant à quelque distance de la paroi tubulaire une grille spé- ciale de granulation qui est formée par des tubes parcourus par de l'eau de la chaudière et qui provoque le durcissement des scories lorsqu'elles traversent la grille.
Pour renforcer l'effet de refroidissement, les tubes de la grille à scories peuvent être garnis d'ailettes ou d'organes équivalents*
Si malgré cela des scories adhèrent à la paroi tubulaire ou 1:1 la grille granuler, ces scories peuvent être éliminées facilement au moyen d'un dispositif racleu: qui peut être dé- placé le long de la paroi tubulaire de la chaudière ou des tubes de la grille scories.
Bien qu'on s'efforce de ne pas modifier ni agrandir le foyer ou la boîte à feu de chaudières de locomotive en cas de combustion de poussier de charbon, cela n'est pas toujours possible avec les espèces de charbon à forte teneur en .scories Il arrive toujours Que des particules de scories se collent a la paroi tubulaire de la boîte a feu en cas de forts débits de la chaudière et bouchent petit "a petit les ouvertures des tubes. Cette condition se maintient aussi longtemps que la température des gaz chauds devant la paroi tubulaire est supé- rieure à la température de fusion des scories.
Si l'on parvient a réduire la température des gaz chauds devant la paroi' tubu- laire de façon qu'elle soit inférieure au point de fusion des cendres, ces derniers se granulent et tombent hors du courant de gaz chaud ou bien sont entraînées avec ce courant dans les tubes et dans la boîte . fumée.
On peut obtenir ce résultat en prolongeant la chambre de combustion de la boîte sa. feu vers l'avant au-dessus de l'écran du foyer, c'est à dire en déplaçant la paroi tubulaire vers l'a
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Tant. Cette disposition augmente la surface de chauffe at- teinte par rayonnement, ce qui favorise l'émission de chaleur par les gaz chauds avant la paroi tubulaire.
Cette chambre de combustion supplémentaire peut être formée par une chambre cylindrique s'étendant dans le corps cylindrique de la chau- dière, chambre qui est accessible par un trou d'homme prévu dans le fond de la chaudière
11 est encore à remarquer que dans les locomotives chauf- fées au poussier de charbon, il se produit, après 1' arrêt des brûleurs, une chute rapide de chaleur dans lachaudiere vu que la maçonnerie incandescente, se refroidissant progressivement dans la chambre de foyer, ne peut fournir de la chaleur à la surface de chauffe de la chaudière que pendant un temps court.
Il est bien possible de mettre passagèrement en service, : pour 1'arrêter ensuite, un grand brûleur, mais cela nI est pas à conseiller car des apports trop considérables et brusqu es de chaleur provoquent des tensions inadmi @sibl s t une dété- rioration des points de sertissage, Pour cette raison, il est à conseiller de disposer un petit brûleur particulier qui sert en même temps de brûleur d'allumage et qui est logé en dehors des tuyères de brûleur situées dans les parois du bas de la boîte à feu, de préférence dans la partie inférieure du cen- drier.
Cette disposition pemet de maintenir la chaudière sous pression en cas d'interruption prolongée dans le fonctionne- ment et d' amorcer, lors de la mise en service des grands brû- leurs, l'allumage du poussier sans qu'on doiven avoir recours à un feu particulier de bois ou à desmeches.
L'invention va maintenant être expliquésà l'aide des des- sins qui* en représentent quelques exemples de réalisation.
La fige 1 montre la disposition générale du foyer a pous- sier de combustible suivant l'invention, appliqué à une chau- dière de locomotive.
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Les fige 2 et 3 montrent 1 plus grande échelle la dispos!- tion des tubes de tuy ère et ceux-ci en coupe longitudinale partielle.
Les fig. 4 et 5 montrent d'une manière analogue une varian- te des tubes de tuyères tandis que la fig. 6 montre le tube de tuyère en coupe transversale a plus grande échelle*
Les fige 7 et 8 montrent en coupe longitudinale et en cou- pe transversale la boîte à feu de la locomotive avec le dis- positif de foyer à combustible pulvérulent suivant la présen- te invention* ,
La fige 9 représente une variante de la fig. 7.
La fig. 10 montre schématiquement Une variante du tube de tuyère (tuy ère annulaire).
Les fige 11 et 12 indiquent schématiquement les conduites d'eau de refroidissement pour les tuyères.
Les fig. 13 et 14 sont des vues analogues a celles des fig.
7 et 8, avec des modifications de détails.
Les fige 15 A, B et C montrent schématiquement quelques particularités de la grille a granuler.
Les fig. 16 et 17 montrent en coupe longitudinale des boites à feu modifiées, convenant particulièrement pour des foyers brûlant des poussiers de charbon riches en scories.
La fig. 1 montre une partie de la chaudière de locomotive 1 avec la boite a feu 2, et du tender accouplé à la locomotive et portant le réservoir à combustible pulvérulent 3 et le ré- , servoir d* eau 4. Le poussier est amené aux tubes de tuyères 7 par le tuyau 9 au moyen d'une vis sans fin 5 et de l'air com- primé produit par la soufflerie 6 de façon a être a l'état de mélange d'air et de poussier. La soufflerie 6est avantageu- sement mise en rotation par une petite machine, par exemple une turbine à vapeur, tandis que suivant le dessin, une peti- te machine a vapeur à piston 8 actionne la vis de transport.
Le mélange de poussier et d'air passe des tubes de tuyères
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par un grand nombre de fines fentes 15 dans la boite à feu 2, on il brûle. Les tubes de tuyères 7 logés en-dessous de la boîte à feu 2 dans le cendrier possèdent dans ce but des fen- tes verticales 15 existant sur toute leur longueur et diri- gées transversalement à celle-ci (fig. 2 à 7 ).
Les tubes de tuyères 7 s'étendent de préférence sur les deux longs côtés de la boîte \ feu (fig. 8) mais ils peuvent aussi être dispo- sés contre les autres parois de la boîte à feu ou encore, com. me le montre schématiquement la fig. 10, être réunis pour former un seul tube de tuyère annulaire 7a, Ce qui est essen- tiel, c'est que des flammes de mené direction se rencontrent toujours au milieu, car on évite ainsi la formation de flam- mes en dards de chalumeau et la combustion est accélérée par le fort tourbillonnement répété. Au-dessus et en-dessous des tubes de tuyères 7 se trouve la maçonnerie Il qui sert à la fois d'accumulateur de chaleur et facilite l'allumage du poussier pendant le fonctionnement.
Lorsqu'on emploie les longs tubes de tuyères, si la section transversale restait la même il y aurait de grandes différences dans la vitesse d'écoulement à l'intérieur des tubes et par conséquent aussi dans la vitesse de sortie des jets de poussier ; est par conséquent avantageux de- faire aller les tubes en s'amincissant dans le sens de la longueur, en concordance avec les fentes de sortie prévues (fig. 3 et 5 ). En vue d'éviter même en cas d'un débit minime de la chaudière, ce qui correspond à une vitesse modérée de 1' air, une rentrée des flammes dans les tubes de tuyères, les fen- tes de sortie sont refroidies spécialement.
Comme on le voit aux fig.23 et 3 le tube de tuyère 7 est fermé vers le coté du feu par le corps de refroidissement 12, pourvu également de fentes transversales 16 qui correspondent aux fentes 15 du tube 7 et par lesquelles le mélange de combustible et d'air entre dans la chambre du foyer. Le fluide de refroidissement
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entre dans le corps de refroidissement en 13, circule autour de toutes les fentes 16 et quitte le corps de refroidissement en 14.
Les fige 4 à 6 montrent un autre mode de refroidissement.
Le corps de refroidissement consiste ici en deux tubes 13a et 12b, pourvus de nervures 17. Les nervures 17 sont dispo- sées de façon qu' il se forme entre elles des fentes 16 qui se trouvent placées devant les fentes 15 des tuyères 7. Ces nervures 17 conduisent de leur côté la chaleur au fluide de refroidissement circulant dans les tuyaux 12a et 12b,
Pour faciliter l'entrée uniforme du mélange de poussier et d' air dams les fentes dirigées transversalement a la di- rection du mouvement du mélange, les parois du tube 7 sépa- rant les fentes 15 l'une de l'autre ont reçu la forme d'aubes directrices 20, qui font dévier le courant de mélange vers les fentes 16.
Les arêtes de ces aubes vers la chambre du foyer sont aiguës et la 'fente 15 formée par ces aubes est plus étroite que la fente 16 située en avant. Il en résulte que le mélange de poussier et d'air pénètre dans la fente 16 et dans la chambre du foyer avec une formation intense de tourbillon immédiatement avant l'allumage.
Suivant les fig. 4à6, les nervures 17 sont divisées par un joint de séparation 18 pour que les deux corps de refroi- dissement 12a et 12b puissent se mouvoir librement sous l'ef- fet des tensions dues à la chaleur. Les deux corps de refroi- dissement sont parcourus par l'eau de manière que le fluide de refroidissement pénètre par le tuyau 13 dans le corps de refroidissement 12b, passe par un tube de jonction 19 dans le corps de refroidissement 12a qu'il parcourt également pour sortir en 14.
Les corps de refroidissement 12a et 12b possè- dent une section transversale formant un angle aigu, par exem- ple une forme triangulaire (fig. 6) et sont disposés dans - la maçonnerie de telle manière que la projection des surfaces
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de refroidissement atteinte par le rayonnement du feu est aus- si petite que possible. Les aubes directrices 20 (fig. 2) qui sont faites avantageusement en un métal de grande conductibi- lité calorifigue, par exemple en cuivre, se trouvent entre les corps de refroidissement 12a, 12b et le tube d'amenée 7 et sont pressées à l'aide de ce dernier, par des vis 21, sur les surfaces prévues pour les recevoir sur les corps de re- froidissement.
Comme on l'a déjà mentionné, on peut employer comme agent de refroidissement pour les corps de refroidissement de lava.. peur ou de l'eau, qui est empruntée par exemple à la chaudière
Les fige 7,8 et 9 montrent des dispositifs pour 1' amenée et l'évacuation de l'eau de chaudière circulant dans les corps de refroidissement 12a et 12b,
L'eau de chaudière sort par exemple d'un trou de nettoya- ge existant 22 (fig.7) et se rend par un ou plusieurs tuyaux
13 au corps de tuyère 7, parcourt ce dernier et s'élève par un ou plusieurs tuyaux 24 s'étendant vers le haut à uns cer- taine distance de la paroi tubulaire 23 de la chaudière, paral.
lèlement à cette paroi, à l'intérieur de la boite à feu 2, pour revenir dans la chaudière en 25 ou 26, Les tuyaux mon- tants 24 sont sertis a la roulette, au-dessus des tubes de fumée 27, en 25, dans la paroi tubulaire 23 et peuvent alors être resertis et nettoyés éventuellement par l'ouverture du dôme de la chaudière, ou bien ils se prolongent tout droit et sont sertis en 26 dans le ciel de foyer 28 et sont alors ac- cessibles par des orifices situés vers le haut. La distance entre les tubes montants et la paroi tubulaire 23 est choisie telle que les tubes de fumée ou de chauffage 27 peuvent en cas de besoin être dudgeonnés à nouveau. En outre cette dis- position assure la protection de la paroitubulaire sensible de façon à lui éviter un rayonnement trop intense du foyer.
Les tubes montants 24 séparent en outre à l'état granulé
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une grande partie des scories liquides désagréables, avant leur entrée dans les tubes de-fumée 27 et réduisent ainsi le danger d'obstruction* La fig. 9 montre une autre disposition.
Dans ce cas, l'eau de la chaudière s'écoule également, d'une ouverture de nettoyage 22 existante, par un ou plusieurs tubes 13, vers le copps de tuyère 7, parcourt ce dernier et s'élève ensuite par un ou plusieurs tubes 30 traversant la chambre 2 du foyer pour arriver à la partie supérieure de la paroi de porte 29 et revenir dans la chaudière en 31. Ces tubes 30 servent en même temps, d'une manière connue en elle-même, de tubes de support et de refroidissement pour l'écran 32. Les' tubes 30 traversant la chambre de foyer 2 de même que les tu- bes 24. des fig* 7 et 8 provoquent une circulation intense de l'eau de chaudière dans les tuyères.
On peut aussi employer comme fluide de refroidissement l'eau d'alimentation de la chaudière. Suivant la fige, 11, l'eau d'alimentation s'écoule d'une bâche à eau d'alimentation 4, au moyen de la conduite 13, dans la tuyère 7 disposée dans la boîte a feu 2, pour gagner une pompe normale d'alimenta- tion 33 qui aspire 1' eau à travers la tuyère et la refoule au moyen d'une vanne de renversement 34, dont la position est réglée de la cabine de la locomotive, soit, en vue de l'ali[- mentation, dans la chaudière 1, soit dans le réservoir d'eau 4 par le tube 35. La pompe refoule uniquement la quantité d'eau nécessaire pour le refroidissement de la tuyère.
Pour qu'en cas de variation des conditions de fonctionnement, il ne soit pas nécessaire de faire varier la marche de la pompe qui a été réglée pour un débit uniforme en conformité avec les be- soins du refroidissement de la tuyère, le réglage de l'alimen- tation ou de la quantité d'eau d'alimentation se fait unique- ment par changement des connexions au moyen de la vanne de . renversement 34, par le fait que suivant les conditions de
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fonctionnement, on fait refouler l'eau d'alimentation par la conduite 36 dans la chaudière ou bien on la renvoie par la conduite 35 dans le réservoir d'eau d' alimentation.
Suivant la fige 12, on refoule au moyen d'une pompe parti- culière à eau de refroidissement 38 de l'eau d'alimentation, du tender 4 de la locomotive, par la tuyère 7, dans une tu- bulure d;aspiration 37. De la, 1' eau récnauffée dans les tuyè- res retourne, en cas d'arrêt de la pompe d' alimentation de chaudière 33, également raccordée à la tubulure 57, par la conduite 39 dans le tender 4. Si au contraire la pompe ali- mentaire 33 est en service, une partie ou la totalité de
Il eau réchauffée dans les tuyères 7, est refoulée d'une ma- nière connue, par le réchauffeur 40 dans la chaudière. L'eau du tender peut également, par la tubulure 37 d' aspiration, être conduite directement par la conduite 39 à la pompe ali- mentaire 33.
La pompe d' eau de refroidissement refoule l'eau vers la pompe alimentaire 33, de sorte qu e cette dernière as- pire de façon absolument sûre de l'eau fortement réchauffée.
Une condition essentielle d'une combustion convenable et complète des particules de poussier est l' amenée appropriée d'air supplémentaire dans la chambre de combustion, S'il y a dans celle-ci un écran 52, on introduira l'air supplémentaire dans la boite à feu 2 en-dessous de l'écran 53*Les fig. 1,7 9,13,16 et 17 montrent une semblable amenée de l'air supplé- mentaire en-dessous de l'écran 52. A cet effet, on a disposé contre la paroi antérieure 41 du cendrier 42 sur toute la lar- geur de celle-ci, un canal 43 pourvu d'un clapet 44 réglable, ouvert dans le sens de la marche, par lequel l'air supplémen- taire entre dans le canal par suite du vent de la marche et de la dépression dans la chambre 2 du foyer.
L'air supplé- mentaire s'élève dans le canal 43 délimité vers le haut par la paroi antérieure 45 de la boite à feu et par la maçonnerie
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11 de celle-ci, et pénètre dans la chambre 2 en-dessous de l'écran 32 par une ouverture 46 ménagée dans la maçonnerie 11 sur toute la largeur de la chambre 2 du foyor. Apres l'entrée de l'air supplémentaire -dans cette chambre 2, cet air s'écou- le le long de l'écran 32, 11 en résulte d'une part que l'é- cran est refroidi et d'autre part que l'air froid entrant est réchauffé au contact des pierres chaudes de l'écran; cet air se dilate donc et prend plusieurs fois son volume anté- rieur.
Comme vers le haut l'espace pour l'air supplémentaire est limité par l'écran fixe 32, l'air se dilate vers le bas et vers l'arrière et pénètre ainsi avec un nouveau tourbil- lonnement' dan s'les flammes situées plus bas, produites par les tuyères fortement subdivisées 15; il se mélange convenable- ment au gaz du foyer ou au poussier incandescent et favorise ainsi leur combustion complète. Au moyen du clapet 44 disposé- à la paroi antérieure 41 du cendrier, on peut régler à volon- té la quantité d'air supplémentaire entrant dans la chambre de foyer 2.
Pour envoyer également a la partie postérieure de la boîte à feu de l'air supplémentaire en quantité suffisante, on a prévu du côté de la paroi de porte 29, dans la maçonnerie; 11 de la boîte à feu, des canaux 47 par lesquels de 1' air sup- plémentaire est refoulé dans la partie postérieure de la boî- te à feu. L'amenée d'air supplémentaire se fait ici d'une manière connue moyennant l'utilisation du vent de la marche, par le fait que les canaux 47 débouchent dans un canal collée-' teur 48 qui s'étend transversalement sur toute la largeur de la boîte *a feu 2, qui se prolonge des deux côtés de la boite à feu dans le sens de la marche et possède des ouvertures pour- vues de clapets de réglage.
Pour combattre le refoulement de l'air supplémentaire entrant vers la paroi de porte 29, lors de l'entrée dans la chambre du foyer, on a placé au-dessus
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de l'orifice intérieur du canal 47 une saillie 49 en forme de toit, en matière réfractaire, qui détourne le courant d'air supplémentaire ascendant vers la chambre du foyer ai l'écar- tant de la paroi de porte 29.
La paroi de porte est ainsi mise à l'abri également de l'action fie flammes en dards de chalumeau*
Pour empêcher le dépôt de masses de scories sur la paroi tubulaire 23 de la chaudière, il faut apporter un soin parti- culier \ la disposition et à la forme de l'écran 32, L'écran
32 (fig. 1 ) occupe une position plus plate en comparaison de la position actuelle indiquée en traits de chaînette, et il est prolongé vers la paroi de porte 29 de manière que la section transversale libre, désignée par les flèches x-x, de la chambre du foyer entre la paroi de porte et l'arête 32a de l'écran soit plus petite que la section libre, désignée par les flèches y-y, entre l'arête 32a de l'écran et le ciel
28 du foyer.
Les gaz du foyer qui jusqu'à présent attei- gnaient leur plus grande vitesse entre l'écran et le ciel du foyer, dans la flirection horizontale.vers la paroi tubu- laire 23, indiquée par la flècje z, atteignent maintenant leur vitesse maxima dans la section x-x tandis que lorsque les gaz sont détournés dans la section y-y, leur vitesse diminue déjà de nouveau. Les particules de scories relative- ment lourdes ne participent par conséquent pas à ce change- ment de direction mais continuent à. se mouvoir dans la direc- tion de mouvement obtenue dans la section x-x, in diqu é e par la. flèche Z1, et elles sont ainsi projetées contre le ciel de foyer 28 pour y être granulées.
La paroi tubulaire 23 n'est ainsi atteinte que par des gaz de foyer qui ne entrai- nent plus aucune scorie liquide et elle est à l'abri de la formation de dépôts de scories.
Les fige 13,14 et 15 montrent un autre moyen d' empêcher le dépôt de masses de scories sur la paroi tabulaire 23 On a
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disposé a cet effet devant la paroi tubulaire 23 une grille spéciale de granulation 50 qui est parcourue par de l'eau de la chaudière. Cette eau sort en 51 du corps cylindrique, passe par un coude dans le tambour 52 et se rend de 1à par les tubes 50, constituant la grille à scories, au ciel 28 du foyer. Les particules de scories mnt refroidies, par leur passage entre les tubes 50, au point qu'elles ne peuvent plus adhérer à la paroi tubulaire 23. Les tubes 50 sont net- toyés de temps en temps au moyen d'un racloir 53 qui peut tre déplacé le long des tubes.
La paroi tubulaire 23 peut aussi être nettoyée de la même manière par le racloir 53,
Pour renforcer l'effet de refroidissement, les tubes 50 sont pourvus d'ailettes 54, Ces ailettes peuvent, être dispo- sées soit dans le sens, de l'axe longitudinal de la chaudière, comme le montre la fig. 15A, où la flèche indique la direc0 tion de l'axe longitudinal, soit perpendiculairement à cette direction, comme le montre la fig. 15B, soit obliquement à cette direction, comme l'indique la fig. 15C. Dans ce dernier
1 cas, dans lequel les ailettes 54 sont placées obliquement à 1' axe longitudinal de la chaudière, les ailettes forment en quelque sorte des p ersiennes.
Suivant les fig. 16 et 17, la chambre de combustion se trouvant au-dessus de l'écran 32 dans la boite à feu est pro- longée vers l'avant au-delà de l'écran.
Par suite du déplacement de la paroi tubulaire 23 vers l' avant,la boîte à feu 2 ou plus exactement sa chanbre de combustion est allongée de l'espace 55. La chaabre de combus- tion allongée 55 forme poche à cendres (fig. 16) et est fer- mée du bas par un clapet 56. Le clapet 56 sert â retirer la scorie granulée de la chambre de combustion 55 et permet en outre 1' accès aux tubes de fumée ou de chauffage 27.
Suivant la fig. 17, la boîte à feu ou plutôt sa chambre de combustion 2 est apor prolongée par une chambre de combus-
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tion cylindrique 55a s'étendant dans le corps cylindrique.
Dans le fond du corps cylindrique, à l'endroit de la chambre de combustion 55a, on a disposé un trou d'homme 57 permettant l'accès aux tubes de chauffage et de fumée 27 et serrant en même temps au nettoyage de la chambre de combust tion
En vue d'entretenir une quantité de vapeur constante dans la chaudière lorsque les brûleurs des tuyères 7 sont ar- rêtés et en vue d'assurer l'allumage de ces derniers, on dis- pose avantageusement dans le cendrier 42 (fige 1) un petit brûleur particulier poussier de charbon 58, de construc- tion quelconque, qui sert en même temps de brûleur d'allu- mage. Le poussier est mené % ce brûleur par la tuyauterie
59.
Le brûleur est en outre entouré par une voûte d'allumage particulière 60 qui assure un allumage irréprochable du pous- sier au contact des pierres incandescentes.
Le foyer à poussier de combustible, qui a été décrit ci-dessus -et représenté principalement dans son application à un foyer de locomotive, et qui d'après les essais prati- ques, a donné de bons résultats, peut être employé aussi d'u- ne manière tout à fait analogue dans d'autres foyers sans que pour cela rienssit changé la caractéristique de l'invention.
Revendications.
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