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"FOYER A RIDEAU DE VAPEUR"
L' invention se rapporte à unfoyer à rideau de vapeur, e'est à dire à un foyer dans lequel, pour provoquer une com- bustion sans fumée, il est fait usage d'un rideau de vapeur qui domine l'air introduit au-dessus de la grille dans la boi- te de foyer. D'aprrès l'invention il est prévu au-dessus de la tête à tuyèresà vapeur produisant ce rideau de vapeur, une couverture qui empêche, sur une longueur du parcours des jets de vapeur, la déviation vers le haut de la vapeur ou de l'air.
Cette c ouverture peut être construite de diverses façons On peut employer à cette fin une plaque spéciale raccordée à la porte du foyer ou bien on peut employer comme couverture la paroi supérieure de l'ouverture de la porte ou la partie supérieure de la paroi dans les ouvertures de porte rondes,
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et à cette fin la tête à tuyères à été disposée à l'inté- rieur de la profondeur de l'ouverture de la porte de foyer. éventuellement, on peut combiner ces deux dispositions en continuant la couverture en partie sur la paroi supérieure de l'ouverture de la porte et en partie par une plaque raccordée à cette ouverture.
Grâce à cette couverture on obtient que l'air introduit au-dessus de la grille ne puisse pas passer et s'échapper entre les divers jets de vapeurs sortant de la tête à tuyères et qui, immédiatement après leur sortie des tuyères lais sent enco- re entre eux des espaces libres, sans qu'ils se soient mélan- gés avec les gaz de chauffe. Par suite de la disposition de la couverture, l'air introduit au-dessusde la grille est empê- ché de s'échapper et doit renter sous le rideau de vapeur ou se mélanger avec la vapeur. La combustion de fumée peut encore considérablement être améliorée en donnant au rideau de vapeur une position entièrement déterminée par rapport au lit de combustible.
Dans ce but on donne à la couverture déjà mention- née une inclinaison éventuellement réglable par rapport à la coue che de combustible, telle qu'en collaboration avec la tête à tuyères qui peut également être inclinable, elle conduise le rideau de vapeur précisément sur lespointes des flanmes, ce qui fait que l'air empêche par le rideau de vapeur de monter directement, est contraint de se mélanger avec les gaz de chauf- fe dans la zône de température maximum de combustion, formée par les pointes des flammes.
A titre d'exemple, l'objet de l'invention est représenté au dessin annexé, dans son application à un foyer de locomo- tive, en coupe longitudinale dans la figure I et en plan sché- matique dans la fig.2: il y a lieu de noter toutefois que loin- vention peut s'appliquer toutefois à des foyers de tous autres genres.
La boite à feu est délimitée par la paroi contenant la
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porte T, la paroi à..,tu as.l::: $'et les deux paroi.s latérales j?
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ainsi que par le ciel D. Dans la boite à feu pénètre à travers l'ouverture de la porte du foyer la tête à tuyère A alimentée par la vapeur. Cette tête à tuyères se trouve à peu près à la hauteur du bord supérieur de l'ouverture de la porte O. Immé- diatement au-dessus de la tête à tuyères ± est prévue la cou- verture B. qui se relie à l'ouverture de la porte 0.
Au lieu de disposer la tête à tuyères L comme il vient d'être décrit, immédiatement en avant de l'ouverture de la porte, on pourrait aussi la disposer dans cette ouverture même, comme il est indiqué en pointillé dans le dessina Dans ce cas on pourra fréquemnent éviter l'emploi d'une plaque de couverture spéciale B. , les bords de l'ouverture de la porte formant lui-même la couverture. Si on ne recule pas la tête à tuyères complètement jusqu'au côté extérieur de l'ouverture de la porte, mais qu'on la dispose à peu près à l'endroit A", la paroi supérieure de l'ouverture de la porte ne sera géné- ralement pas suffisante pour former une couverture de la lon- @leur nécessaire.
Il serait recommandable alorsde prévoir encore une plaque de couverture, même petite.
La couverture décrite empêche avec une certitude absolue que l'air insufflëpar l'ouverture de la porte du foyer se di- rige simplement vers le haut par l'effet du tirage, sans avoir contribué à la combustion. Le danger de ce tirage libre existe principalement dans le voisinai immédiat ce la tête à tuyères car en cet endroit les jets de vapeur sortant des trous de la tête à tuyères 1 ne se sont pas encore suffi- samment détendes pour se rejoindre entre eux, ce qui fait qu'il reste encore de l'espace libre entre les divers jets, et que l'air peut s'élever facilement entre eux.
Par l'emploi de la couverture selon l'invention ce libre passai de l'air ne peut pas se réaliser car d'une part elle diminue la tendance de l'air à s'élever et ce qui subsiste de cette tendance ne peut plus avoir pour conséquence qu'un mélange de l'air avec la vapeur
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sortant des tuyères, mais non plus un libre échappement de l'air .
En outre le rideau de vapeur lui-même est contraintpar la cou- verture à suivre tout au moins dans une partie de son trajet une direction exactement déterminée, dont il n'est pas dévié non plus par le tirage.
Or il est très important de pouvoir donner au Rideau de vapeur une direction exactement déterminée, c'est à dire une position déterminée au-dessus de la couche de combustible, parce que dansbeaucoup de cas ce n'est qu'ainsi qu'on peut ob- tenir une combustion réellement complète de la fumée.
On a trouvé notamment que la combustion de fumée se produit le mieux lorsque l'air insuflé par dessus la grille e st mempêché de s'élever par le rideau de vapeur et est contraint à se mélanger avec le gaz de combustion dans la zône de température maximum formée par la pointe des flammes, D'après l'invention se résultat est obtenu en dirigeant le rideau de vapeur exactement un peu au-dessus des pointes de flammes, ce qu'on peut facilement obtenir par l'action combinée de la couverture et de la tête à tuyères. En dirigeant ainsi le rideau de vapeur, tous les gaz combustibleset ceux générateurs de fumée,sont misen combustion, ce qui empêche la formation de fumée.
Par sui.te de ce que le ri- deau de Vapeur est nain tenu à la hauteur voulue au-dessus de la couche de combustible, les gaz combustibles chassés du combus- tible par son échauffement, et particulièrement les hydrogènes carbonés peuvent se dégager assez librement et trouvent dans la couche insuflé sous le rideau de vapeur, suffisamment d'oxygène pour produire leur combustion, combustion qui s'étend aux fines particules de charbon et à la vapeur de goudron dégagés par le combustible. Tl ne peut donc plus se produire de forma- tion de fumée par suite de manque d'air ni que l'air passe sim- plement au-dessus des flammes sans se mélanger avec les gaz com- bustibles.
La hauteur h à laquelle le rideau de vapeur doit être réglé n'est évidemment pas la même dans tous lescas, mais dépend du combustible employé, c'est à dire que le rideau
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de vapeur devra, être placé d'autant plus haut qu'on emploiera un combustible à flammes plus longues.. Pour pouvoir réglerle foyer pour divers combustibles, il est avantageux de faire la tête à tuyères ¯ réglable en hauteur et préférablement aussi angulaire- ment ,ce qui n'est pas montré au dessin. De même on disposera la plaque de couverture de telle façon que son inclinaison puisse être modifiée.
Selon la manière en laquelle le combustible sera placé, on choisira les endroits ou les divers jets de vapeur rencontrent les parois latérales et la paroi postérieure de la boite à feu, à des hauteurs semblables ou différentes. Dans l'exemple d'exécution représenté, le rideau de vapeur s'abaisse légèrement vers la paroi à tubes R de la boite à feu c'est à dire que la hauteur h est un peu plus grande dans le voisinage de la porte Tque -- près de la paroi à tubes R.
On a trouvé en outre que la formation habituelle jusqu'à présent des rideaux de vapeur de façon qu'ils s'étendent sur toute la couche de combustible en he laissant libre tout au plus que les coins de la section de la boite à feu, ou qu'il recouvre le milieu de la couche de combustible, ne convient pas dans de nombreux cas .D'après la présente invention, le rideau de vapeur qui est de préférence forcé cornus on l'a dit, de prendre une direction déterminée dans une partie de son parcours, par la couverture disposée au-dessus de la tête à tuyères, est constitué de manière à consister en deux parties X-Y qui laissent entre elles au milieu de la boite à feu depuis la porte jusqu'à la paroi tubulaire, une zône S. exempte de rideau de vapeur.
Ces deux rideaux de vapeur séparés l'un de l'autre sont en outre formés de manière que leur action aspirante s'exerce uniformément sur l'air de combustion de toute la couche de com- bustible. Ce résultat est obtenu par l'effet que les perforations dans la tête à tuyères pour les divers jets de vapeur sont calculées proportionnelement au trajet à parcourir par ces derniers, c'est à dire que les perforations sont d'autant plus
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larges que l'écartement entre le point de rencontre du jet de vapeur sortant de cette perforation et la paroi de la boite à feu, est plus long. Dans ce but la, tête à tuyères A ne présente pas de perforations en son milieu, tandis qu'il est prévu par exem- ple six perforations sur chacun des deux côtés.
De ces perfora- tions sortent les jets de vapeur dans les lignes de direction, représentée s en pointillé qui sont désiréespar s1,s2,s3,s4,s5
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et s6, ou J 2' 3' 4' 5' 6'
Les jets de vapeur s1 -s6 du rideau de vapeur 1 et les jets de vapeur s1' s6' du rideau de vapeur 1. diffèrent de force entre eux et ce d'autant plus qu'ils ont a parcourir un trajet plus long avant de rencontrer une des parois de la boite à feu. Par suite les perforations de la tête à tuyères pour les jets s5 et s5' sont les plus grosses puis suivent en ordre décrois-
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sant les perforations pour les jets s6 et s61, et 54', 9 s et s3' s2 et s2',tandis que les perforations peur les jets. sl et s1'sont less pluminimes.
Dans beaucoup de cas, par exemple lorsque la boite à feu possède une grande superficie de base en peut éventuellement prévoir dans le milieu de la zône Z exempte de rideau de vapeur un jet de vapeur très faible.
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R F V P N D 1 C A T 1 0 N S ...:J¯---------- ------- - ==== ---
I) Foyer à rideau de vapeur caractérisé en ce qu'au dessus de la tête à tuyères à vapeur il est prévu une couverture qui empêche sur une partie du parcours des jets de vapeur, que de la vapeur ou l'air soufflé par dessus s'échappent par le haut.
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"STEAM CURTAIN FIREPLACE"
The invention relates to a fireplace with a vapor curtain, that is to say a fireplace in which, in order to cause smoke-free combustion, use is made of a vapor curtain which dominates the air introduced into the fireplace. above the grate in the firebox. According to the invention there is provided above the steam nozzle head producing this steam curtain, a cover which prevents, over a length of the path of the steam jets, the upward deflection of the steam or the steam. 'air.
This opening can be constructed in various ways.For this purpose, a special plate connected to the firebox door can be used, or the upper wall of the door opening or the upper part of the wall in the openings can be used as cover. round door openings,
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and for this purpose the nozzle head has been arranged within the depth of the opening of the hearth door. optionally, these two arrangements can be combined by continuing the coverage partly on the upper wall of the door opening and partly by a plate connected to this opening.
Thanks to this cover it is obtained that the air introduced above the grid cannot pass and escape between the various jets of vapors leaving the nozzle head and which, immediately after their exit from the nozzles still leaves the nozzle. There are free spaces between them, without them having mixed with the heating gases. As a result of the arrangement of the cover, the air introduced above the grate is prevented from escaping and must fall under the vapor curtain or mix with the vapor. Smoke combustion can still be greatly improved by giving the vapor curtain a fully determined position relative to the fuel bed.
For this purpose the already mentioned cover is given a possibly adjustable inclination with respect to the layer of fuel, such that in collaboration with the nozzle head which can also be tiltable, it leads the vapor curtain precisely on the points. flanmes, which means that the air prevents the vapor curtain from rising directly, is forced to mix with the heating gases in the zone of maximum combustion temperature, formed by the peaks of the flames.
By way of example, the object of the invention is represented in the appended drawing, in its application to a locomotive hearth, in longitudinal section in FIG. I and in schematic plan in FIG. 2: it It should be noted, however, that the exclusion may however apply to stoves of all other types.
The firebox is delimited by the wall containing the
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door T, the wall at .., you have.l ::: $ 'and the two side walls j?
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as well as by the sky D. In the firebox penetrates through the opening of the door of the hearth the nozzle head A supplied by the steam. This nozzle head is located approximately at the height of the upper edge of the opening of the door O. Immediately above the nozzle head ± is provided the cover B. which connects to the opening of door 0.
Instead of placing the nozzle head L as has just been described, immediately in front of the opening of the door, it could also be placed in this opening itself, as indicated in dotted lines in the drawing. we can often avoid the use of a special cover plate B., the edges of the door opening themselves forming the cover. If you do not move the nozzle head all the way back to the outside of the door opening, but arrange it roughly in location A ", the top wall of the door opening will not will usually not be sufficient to form a blanket of the required length.
It would then be advisable to provide a cover plate, however small.
The cover described prevents with absolute certainty that the air blown in through the opening of the firebox door is simply directed upwards by the effect of the draft, without having contributed to combustion. The danger of this free draft exists mainly in the immediate vicinity of the nozzle head because in this place the steam jets coming out of the holes of the nozzle head 1 have not yet relaxed enough to meet each other, this which means that there is still free space between the various jets, and that the air can easily rise between them.
By using the cover according to the invention, this free passage of air cannot be achieved because, on the one hand, it reduces the tendency of the air to rise and what remains of this tendency can no longer result in a mixture of air with steam
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leaving the nozzles, but no longer a free escape of air.
In addition, the vapor curtain itself is constrained by the blanket to follow, at least in part of its path, an exactly determined direction, from which it is not deviated either by the draft.
Now it is very important to be able to give the vapor curtain an exactly determined direction, that is to say a determined position above the fuel layer, because in many cases it is only in this way that we can obtain a truly complete combustion of the smoke.
In particular, it has been found that the combustion of smoke occurs best when the air blown over the grate is prevented from rising through the vapor curtain and is forced to mix with the combustion gas in the temperature zone. maximum formed by the flame peaks, According to the invention the result is obtained by directing the vapor curtain exactly a little above the flame peaks, which can easily be obtained by the combined action of the blanket and the nozzle head. By directing the vapor curtain in this way, all combustible gases and those which generate smoke are ignited, which prevents smoke formation.
Due to the fact that the vapor curtain is kept at the desired height above the layer of fuel, the fuel gases expelled from the fuel by its heating, and particularly the carbonated hydrogens, can be released sufficiently freely and find in the insufflated layer under the vapor curtain, sufficient oxygen to produce their combustion, combustion which extends to the fine particles of coal and to the vapor of tar released by the fuel. There can therefore no longer be any formation of smoke due to the lack of air, nor can the air simply pass over the flames without mixing with the combustible gases.
The height h at which the vapor curtain must be adjusted is obviously not the same in all cases, but depends on the fuel used, i.e. the curtain
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of steam should be placed all the higher as a fuel with longer flames is used. To be able to adjust the hearth for various fuels, it is advantageous to make the nozzle head ¯ adjustable in height and preferably also angularly. , which is not shown in the drawing. Likewise, the cover plate will be placed in such a way that its inclination can be modified.
Depending on the manner in which the fuel will be placed, the locations where the various steam jets meet the side walls and the rear wall of the firebox, at similar or different heights, will be chosen. In the example of execution shown, the vapor curtain drops slightly towards the tube wall R of the firebox, i.e. the height h is a little greater in the vicinity of the door Tque - - near the tube wall R.
It has furthermore been found that the usual so far formation of vapor curtains such that they extend over the entire fuel layer leaving only the corners of the firebox section free, or that it covers the middle of the layer of fuel, is not suitable in many cases. According to the present invention, the vapor curtain which is preferably forced hornus as has been said, to take a determined direction in a part of its course, by the cover arranged above the nozzle head, is formed so as to consist of two XY parts which leave between them in the middle of the firebox from the door to the tubular wall, an S. zone free of vapor curtain.
These two separate vapor curtains are further formed so that their suction action is exerted uniformly on the combustion air of the entire fuel layer. This result is obtained by the effect that the perforations in the nozzle head for the various steam jets are calculated proportional to the path to be traveled by the latter, that is to say that the perforations are all the more
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wider than the distance between the meeting point of the jet of steam leaving this perforation and the wall of the firebox, is longer. For this purpose, the nozzle head A has no perforations in its middle, while six perforations are provided, for example, on each of the two sides.
From these perforations emerge the jets of steam in the lines of direction, represented in dotted lines which are desired by s1, s2, s3, s4, s5
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and s6, or J 2 '3' 4 '5' 6 '
The steam jets s1 -s6 of the steam curtain 1 and the steam jets s1 's6' of the steam curtain 1. differ in strength from each other, all the more so as they have to travel a longer distance before meet one of the walls of the firebox. Consequently, the perforations of the nozzle head for the jets s5 and s5 'are the largest then follow in decreasing order.
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sant the perforations for the jets s6 and s61, and 54 ', 9 s and s3' s2 and s2 ', while the perforations for the jets. sl and s1 are less pluminim.
In many cases, for example when the firebox has a large base area, it may possibly provide in the middle of the zone Z free of the vapor curtain a very weak jet of vapor.
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R F V P N D 1 C A T 1 0 N S ...: J¯ ---------- ------- - ==== ---
I) Steam curtain chamber characterized in that above the steam nozzle head there is provided a cover which prevents part of the path of the steam jets, that steam or the air blown over s 'escape from above.