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Procédé et appareil pour la marche économique de foyers en particulier dans des chaudières a vapeur"
L'invention est surtout relative à des fo- yers dont le rendement est modifié par réglage du tirage de cheminée, tandis que l'aspiration ou l'appel d'air dans le cendrier s'opère par le tirage de la boite a feu. On peut néanmoins appliquer également l'invention à des foyere à soufflage sous grille sous pression.
Ce que vise l'invention c'est de procurer le moyen d'obtenir un fonctionnement, économique du foyer à charge très fable, sans que les gaz de combustion s'é-
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ohappent lorsqu'il se produit une surpression dans les parties supérieures du trajet des gaz dans le bâtiment de chaudières et chargent l'air d'impuretés.
Dans des foyers qui doivent fonctionner sui- vant l'invention, le cendrier est coffré pour le rendre in- perméable à l'air d'une manière . connue et il est pourvu d'organesd'admission d'air qui sont agencés pourpouvoir se régler. On a déjà appliqué ces expédients en des foyers a soufflage sous grille. Le courant de gaz de fumée se rè- gle soit à la main soit par l'intervention d'un régulateur au- tomatique, indépendamment du besoin de chaleur.
A marche normale, le dispositif établi suivant l'invention ne se met pas du tout en action. Il se fait le réglage pour la charge du foyer entre la charge totale et une charge minima. Cette charge minima est limitée par la sortie des gaz s'échappant des parties supérieures de la chaudière vers le bas et dépend aussi bien de la hauteur des boîtes a feu que de la nature du lit du foyer. On se place toujours ici dans l'hypothèse ou l'on a une grille complè- tement couverte pour obtenir la plus grande écondmie possi- ble.
Si l'on voulait jusqu'à présent descendre respective- ment a une charge très basse et a une charge nulle, on lais- sait s'éteindre le feu en conséquence en ayant alors le foyer de tête et, après refroidissement de la boîte à feu par afflux d'air froid, on fermait encore davantage le ola- pet d'étranglement des gaz de fumée en agissant de manière à ce qu'il ne puisse pas s'échapper de gaz dans le haut*
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Lorsqu'on a un cendrier qui peut se fermer pour le rendre étanche, on bouche complètement celui-ci par des clapets aménagés à cet effet et on ferme aussi la plupart du temps partiellement le clapet des gaz de fumée.
Arable courant de gaz de combustion et à cendrier parfaitement obstrué, on a la plupart du.temps le plein tirage de cheminée on ce ti- rage peu. réduit dans la boîte a feu ainsi que dans les car- neaux des gaz de combustion. A courant peu important de gaz, il n'y a pas du tout à compter en pratique que le clapet des gaz de combustion vienne à s'adapter respectivement au jugé et à la main pour occuper une position telle qu'il ne règne dans la boîte à feu qu'un tirage aspirant faible et qu'il n'y ait pas de gaz dans la partie supérieure delà chaudière.
Même si l'on venait à obtenir ce résultat par hasard, il suffit que le clapet des gaz de carnée vienne à se déplacer d'une très faible valeur de 1 à 2 millimètres' ou que le cendrier se vide pour que,cet état disparaisse ou soit dérangé complètement par suite de la variation du courant de gaz, ainsi que de celui d'air. C'est pour cette raison qu'il s'est produit jusqu'ici, en chaudières amor- ties, de si grandes pertes qui sont réduites dans une,mesure si importante par le nouveau procédé.
Conformément à la présente invention, à faible charge, le cendrier est fermé pour le rendre inaccessible à l'air soit complètement, soit en majeure partie, par les organes de réglage qui existent actuellement. En un endroit convenable du trajet suivi par les gaz de combustion, de
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préférence dans la boîte à feu ou dans le premier carneau on aménage un raccord et on fait agir la pression des gaz sur un organe sensible tel que:- membrane, cloche, flot- teur, ou pièce équivalente. Cet organe peut s'adapter' soit comme instrument indicateur, soit comme organe de mise en action d'un régulateur automatique.
Suivant la pression da gaz, le trajet des gaz de fumée est étranglé de telle sor- te que, d'une part, il ne se produit pas de dépression comparativement a l'air,du bâtiment des chaudières sur l'endroit le plus élevé du. trajet des gaz de fumée et, dlautre part, la dépression est la plus faible que faire se peut.
La plupart du temps, on emploie un régulateur automatique; on peut, néanmoins résoudre avantageusement aussi ce problème en renversant en conséquence un régula- teur de vitesse des gaz de combustion qui à charge normale règle le foyer suivant le besoin de chaleur; des lors, @on réglage ne se fait pas diaprés le besoin de chaleur, mais donne sur l'endroit le plus élevé du trajet des gaz de combustion une pression de ceux-ci qui est quelque peu inférieure a celle de l'air entourant le foyer. On oonstate alors la grande différence entre:
- l'état d'un foyer a grille presque complètement couverte en ayant aussi bien dans la boîte à feu que dans les trajets parcourus par les gaz de combustion un tirage plein de cheminée qui aspirera charge complète d air dans toutes les parties inétanches de sorte que la faible quan- tité de gaz de combustion se formant alors est fortement dilnée, et -
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état on les parties supérieures des tra- jets parcourus par les gaz de combustion sont à peu près à la pression atmosphérique, tandis que leurs parties inférieures sont à une forte dépression de peu de valeur ayant de 2 à 4 mm. environ en raison de la température qui y règne.
Par suite de la faible dépression dans le cendrier il y est aspiré bien moins d'air et il se fait un bien moindre contingent pour la combustion 'du charbon sur la grille. A la suite d'expériences pratiques, on a constaté qu'en des chaudières mises à l'arrêt suivant le mouveau procédé il ne se consomme par unité de temps qu'un contigent de 1/ à 1/8 du pourcentage de charbon qui est nécessaire dans l'application des anciens procédés.
A titre d'exemple, on a représenté schématique- ment sur le dessin une forme d'exécution de l'invention:
Sur ce dessin, on a désigné par :
4 la grille de la chaudière 2 qui est indiquée schématiquement,
6 le cendrier,
8 la boîte à feu,
10 les carneaux des gazr de combustion,
12 un clapet pour gaz de fumée qui peut se dépla cer pour l'adapter soit du poste du chauffeur au moyen d'- un dispositif'de traction 14, soit par 11 intervention d'un servomoteur 16, et:-
18 le clapet du cendrier qui l'ouvre soit compte tement, soit partiellement, ou qui ferme parfaitement le cendrier.
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Si l'on veut exécuter à la main le nouveau. procédé, on. raccorde un compteurdu tirage 22 par exemple sur l'endroit le plus élevé de la botte a feu 20. A fai- ble charge, on ferme alors le clapet 18 et on maintient en
20 an moyen de la barre de traction 14 une dépression d'en- viron 0,2 à 1 mm.
Toutefois, ce qu'il y a de pins avantageux, c'est d'opérer pour cela en faisant intervenir automatique- ment un régulateur de tirage.
Ce régulateur offrant une construction connue se compose d'une membrane 24 pour pression de vapeur et d'- une membrane de tirage 26. Ces deux membranes agissent sur un poids 28 ; toutefois, pour la membrane 26 on fait in- tervenir une transmission variable qui se compose d'un le- vier 30, d'un support 32 et d'un galet déplaçable 34. C'est ainsi que l'on obtient une sensibilité variable pour le régulateur. Deux leviers agissent contre la force exercée par la membrane 26, en ayant le ressort 34 qui'est retenu de façon réglable sur l'extrémité d'un levier à deux bras
36, tandis que l'autre ressort est retenu de façon réglable dans un support fixe 40. D'ordinaire le levier 36 est re- tenu sur une butée 44 par un puissant ressort 42 et il porte à l'autre extrémité un galet 46.
La barre 48 de la membrane 26 actionne par l'intermédiaire diun bras 50 la commande 52 du servomoteur 16. La conduite tubulaire 56 vient aboutir, d'une part, en 54 juste en avant du clapet
12 sur le trajet des gaz de fumée et, d'autre part, ordinai- rement en-dessous de la membrane 26.
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Comme on le sait, le régulateur que l'on vient de décrire donne un réglage tel que suivant la pression momentanée de la vapeur qui se modife en raison directe de la charge, un tirage corrélatif est constamment mainte- nu. sur le point 54 et cela par suite du déplacement du cla- pet 12. Plus la pression de vapeur baisse en 24, plus s'ac- croît l'intensité de tirage qui est réglée. Lorsqu'à fai- ble charge; la pression sous 24'est très forte, le levier 30 se lève quelque peu du galet 34 et l'intensité du tira- ge ne peut plus diminuer davantage: O'est la tension des ressorts 34 et 38 qui détermine cette intensité minima du tirage.
Pour pouvoir tirer parti de ce régulateur pour le réglage suivant l'invention, on y adapte des organes spéciaux de renversement qui s'appliquent avantageusement sur un axe commun, mais ne sont pas représentés sur le dessin, tandis que l'axe commun 60 est indiqué par des lignes de raccordement en traite interrompus. Grâce a la came 58 qui s'adapte sur l'axe 60,lorsque cet axe se tourne de 90 , le galet 62 qui entraine alors le poids 26, ainsi que l'une des extrémités du levier 30, s'écarte quelque peu. du galet 46, de sorte que la membrane 24 de même que le poids 28 ne peuvent plus agir.
La seconde came 66 reposant sur l'arbre 60 relevé le galet 46; il s'ensuit que l'intervention du levier 36 fait détendre le ressort 34 et il n'ya plus que le ressort 38 qui peut alors agir sur la membrane 26. Celle-ci est agencée de telle sorte qu'une intensité de tirage d'environ 0,2 mm. sur la colonne d'eau
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maintient en équilibre tout le dispositif. La troisième pièce qui-repose sur l'axe 60 o'est un robinet d'inversion
68 qui, dans la position représentées, fait communiquer la membrane 26 avec le raccord 54, tandis que dans la seconde position extrême on obtient l'inversion de cette membrane sur le point de raccordement 20.
C'est par la manoeuvre l'un. levier 64 qui est actionné avantageusement du poste du chauffeur que l'on obtient le renversement de toutes ces parties. C'est aussi du poste du chauffeur que, par l'intermédiaire d'une corde 72 passant sur des poulies 70, l'extrémité chargée d'un poids du levier 64 se déplace de telle sorte que l'oeillet 74 du petit poids 78 faisant tendre la corde s'applique dans le@ crochet@ 76. Par le fait que le galet
62 et le poids 28 se lèvent, le ressort 34 se détend et la membrane 26 est raccordée en 20 sur la partie supérieure de la boîte à feu.
Alors le régulateur agit comme régu- lateur connu de dépression, attendu qu'il maintient, quels que soient la pression de vapeur au-dessous de 24 et le besoin de chaleur, un tirage constant en 20 et cela par le 12 suivant @e faible afflux d'air détermine par le clapet réglage du clapet%18 et arrivant dans le cendrier.
On peut tirer parti de la présente invention dans des chaudières à vapeur en faisant permuter, pour la journée, des appareils sur toutes les chaudières sur le réglage de la vitesse des gaz de combustion et, pour la nuit a faible charge par conséquent, un nombre de régala- teurs que l'on détermine suivant les besoins sur charge peu importante ou marche au ralenti, en ayant ces chan- dières qui ne donnent pas de vapeur ou n'en donnât qu'un
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très faible contingent de 2 à 4 kg. environ en moyenne. Il est alors possible de laisser presque tonte la grille cou- verte de charbon, de sorte que chaque chaudière mise a l'ar- rêt puisse reprendre la pleine production de .vapeur quelques minutes après le renversement.
Ce procède de marche de chaudières à vapeur offre des avantages importants pour bien des bats divers.
En ce qui concerne les dépenses d'exploitation et d'ins- tallatxion, on se procure l'avantage de n'avoir pour une chaudière qu'un régulateur au lieu de deux.
Revendications.
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