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"Economiseur de combustible"
La présente invention concerne des dispositifs ser- vant à assurer une combustion sensiblement complète du combustible dans des foyers chauffés au charbon, et elle se rapporte plus particulièrement à ceux de ces dispositifs qui sont destinés à amener de l'oxygène, sous forme d'air, au-dessus de la couche de combustible.
On sait que l'oxygène de l'air admis généralement à travers la grille du foyer est rapidement transformé, par la couche de combustible incandescent, en gaz combus- tibles et non combustibles, et que la quantité d'oxygène libre qui atteint la partie supérieure de la couche de com- bustible est insuffisante pour assurer la combustion de ce dernier et des gaz combustibles qu'il dégage. On sait également que si l'on admet de l'oxygène libre dans l'es-
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pace de combustion au-dessus de la couche de combustible, les parties gazéfiées et volatiles du combustible, qui sont généralement perdues et traversent cet espace sans brûler, peuvent être brûlées plus complètement, surtout si l'oxygène additionnel admis sous forme d'air chaud, est amené au voisinage immédiat de la surface du combustible incandescent.
L'invention prévoit un dispositif simple et efficace pour introduire de l'oxygène tout près de la surface supé- rieure du combustible incandescent, ce dispositif pouvant se placer facilement et rapidement sur la porte d'un foyer, sans nécessiter aucun entretien dans la suite.
L'invention prévoit également un dispositif per- mettant de diriger l'air admis à la surface de la couche de combustible, vers différents points de cette surface, de façon que la combustion soit uniforme partout.
De même,l'invention prévoit un dispositif qui empê- che des gaz brûlés ou non brûlés, ainsi que les fumées, de quitter le foyer en traversant la porte de ce dernier.
Les différentes caractéristiques de l'invention sont mises en évidence dans la description ci-dessous, avec ré- férence au dessin annexé sur lequel:
Fig. 1 représente en plan, partiellement en coupe, une forme de réalisation du dispositif suivant l'invention, ce dispositif étant fixé à la porte d'un foyer.
Fig. 2 représente le même dispositif en coupe ver- ticale.
Fig. 3 est une vue, de face, d'une porte de foyer, le dispositif fixé à cette porte étant représenté en traits int errompus.
Fig. 4 est une coupe verticale partielle, montrant
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une façon différente de fixer le couvercle du boîtier .au reste de celui-ci.
Fig. 5 est une vue en plan, partiellement en coupe horizontale, d'une autre forme de réalisation du disposi- tif suivant l'invention, celui-ci étant en position de ser- vice et décalé pour que la porte puisse s'ouvrir facilement.
Fig. 6 montre le même dispositif en coupe verticale.
Fig. 7 montre, en plan, une autre forme de réalisa- tion de ce dispositif.
Fig. 8 représente, en coupe horizontale, encore une forme de réalisation du dispositif suivant l'invention, dans lequel les chicanes obstruant l'ouverture d'admission et les nervures dirigeant l'air sont disposées d'une façon différente, et
Fig. 9 est une vue, en perspective, d'une extrémité de ce dispositif dont on voit les chicanes perforées.
Dans la forme de réalisation de l'invention repré- sentée à titre d'exemple sur le dessin annexé, le disposi- tif perfectionné se compose d'un boîtier creux 10 comportant des brides appropriées qui permettent de fixer le boîtier à la porte supérieure 11 d'un foyer -,12 chauffé au charbon ou au coke. Une telle porte de foyer comporte usuellement une contre-plaque perforée, comme représenté en 13, qui est fixée à la porte au moyen de boulons 14 (Fig. 4).
Dans la forme de réalisation représentée sur les Figs. 1 et 2, le bottier 10 peut se fixer soit directement à la porte, soit comme le montrent les Figs. 4 et 5, à la contre-plaque, en utilisant les boulons 14 ou d'autres bou- lons appropriés, si on le désire. Cependant, -si la contre- plaque 13 est enlevée, les boulons 14 peuvent servir à fixer les brides 15 du boîtier directement à la porte, des trous
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ou des fentes appropriés étant prévus, à cet effet, dans les brides. Ces trous ou fentes peuvent être mis en regard des trous préalablement ménagés dans la porte pour recevoir les boulons, ou bien, si on le désire, des nouveaux trous peuvent être forés dans la porte.
Le boîtier 10 comporte, à l'extrémité avant, une ouverture d'admission 16, relati- vement large. Cette ouverture est suffisamment large et haute pour communiquer en partie ou entièrement, avec les trous ou fentes ordinaires 17 qui existent dans la porte du foyer à une certaine distance les uns des autres.
Un volet ou tiroir 18 du type usuel, manoeuvré par le bouton 19 et adapté à la porte, sert à régler la section effective des fentes 17. Afin de ne pas gêner le fonctionne- ment du volet, les bords 20 des brides 15 s'étendent, de préférence, légèrement en avant, par rapport à la partie restante des brides, de sorte que la majeure partie de la face avant de celles-ci se trouve légèrement en arrière du volet . On forme ainsi, entre la porte et les brides, un espace 21 dans lequel le volet 18 peut coulisser. En faisant coulisser le volet pour découvrir ou obturer, dans la me- sure voulue, les ouvertures 17 de la porte, on peut régler correctement la quantité d'air admis à l'intérieur du boî- tier 10, en rapport avec le degré auquel on désire porter 1-'échauffement préalable de l'air admis.
Le fond 22 du boîtier 10 est de préférence plat et horizontal; il peut également être légèrement convexe pour être plus résistant, et il peut comporter, si on le désire, une ouverture appropriée d'évacuation 23, de préférence renforcée par un collet 24. Le dispositif représenté sur les Figs. 5 à 8 ne présente pas d'ouverture 23.
Les parois latérales 25 du boîtier, faites de préférence d'une pièce
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avec celui-ci et s'élevant de la partie périphérique du fond, présentent des séries d'ouvertures verticales rec- tangulaires de sortie 26, écartées l'une de l'autre, par lesquelles l'air traversant les fentes 17 de la porte et entrant par l'ouverture d'admission 16, quitte le boîtier de manière à être conduit vers toutes les parties de la couche de combustible 42, après avoir subi un échauffement et une augmentation de volume. Afin que 1-*,air quittant le boîtier soit éjecté dans la bonne direction, chacune des ouvertures de sortie 26 est légèrement allongée, et ces ouvertures sont disposées de façon que leurs parois soient dirigées sensiblement de l'avant vers l'arrière.
A cette extrémité, la partie 27 de la paroi, d'un côté de l'ouver- ture, qui est, de préférence le côté avant, dépasse en longueur le bord opposé ou postérieur 28 de l'ouverture et recouvre la partie de la paroi latérale du boîtier, dont l'extrémité forme le bord arrière 28 de l'ouverture.
On voit que la face intérieure de la partie 27 constitue une des parois de l'ouverture, et que la face extérieure de la partie adjacente du boîtier constitue l'autre paroi de l'ouverture, sensiblement parallèle à la première. On peut ménager,dans la paroi latérale 25, des ouvertures 26 en nombre approprié et convenablement espa- cées, en les disposant aux points appropriés pour diiiger l'air vers la couche de combustible 42 de façon que cette couche, ainsi que les gaz dans l'espace de combustion au-dessus de la couche soient complètement brûlés en tous les points. Pour mieux diriger l'air vers les ouvertures 26, et pour favoriser l'échauffement préalable de cet air, des canaux ou des aubages 29 peuvent être disposés sur le fond 22 du boîtier.
Avant d'être échauffé par le boîtier,
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l'air qui y entre par l'ouverture d'admission 16 tend à se déplacer le long du fond, de sorte que les canaux ou cuba- ges contribuent efficacement à conduire l'air vers les ou- vertures de sortie. Les canaux sont de préférence formés d'une pièce avec le fond. Ils sont ouvert s au sommet et sont limités par des parois 30 se dressant sur le fond 22.
Les sections des ouvertures de sortie 23 et 26 sont proportionnées de façon que la section totale de toutes les ouvertures soit inférieure à la section effective de l'ou- verture d'admission 16, cette ouverture étant réduite de la façon décrit e ci-après.
On conçoit que l'air froid entrant par l'ouverture 16 est chauffé par la chaleur qui lui est transmise par le boîtier 10 qui, à son tour, reçoit sa chaleur de la cou- che de combustible. L'air chauffé se dilate, traverse en sortant les ouvertures 26, et se mélange aux gaz chauds non brûlés, en leur fournissant de l'oxygène à une température et sous des conditions appropriées pour faire brûler com- plètement ces gaz qui, autrement seraient perdus, ce qui permet de réaliser une économie sensible de combustible.
Le départ de l'air chaud et dilatée du boîtier crée un appel d'air à travers les fentes 17 de la porte, de sorte qu'un courant ininterrompu d'oxygène chauffé atteint la couche de combustible, aux points où cet oxygène est né- cessaire. Le couvercle 35 du boitier est de préférence fixé à demeure sur les parois 25 de celui-ci, par exemple au moyen de vis, de boulons ou de rivets 32 s'engageant dans des manchons 33 faisant corps avec le boîtier; ces boulons ou rivets s'engagent dans des ouvertures appropriées 34 des manchons, leurs têtes reposant sur des écrous ou ron-
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delles 31. Si on le désire, on peut renforcer le couvercle 35 au moyen d'une nervure 41, et le fond peut être renfor- cé d'une façon semblable.
Pour empêcher les gaz ou la fumée de s'échapper par l'ouverture 17 de la porte, comme cela peut arriver par suite d'un retour de tirage ou pour une autre raison, on emploie de préférence un clapet 36, pivotant à son extré- mité supérieure autour du pivot 37 qu'il comporte et qui coopère avec les renfoncements 38 ménagés près du bord su- périeur de-la paroi latérale. Ce clapet 36 est suffisam- ment long pour atteindre presque le fond 22 du boitier.
L'ouverture 16 présente, sur toute sa largeur, une paroi relativement basse 39. Dans le cas d'un retour de tirage, la pression que les gaz exercent, vers l'avant, sur le clapet 36, fait pivoter ce dernier autour du pivot 37, pour lui faire prendre la position représentée en traits interrompus sur la Fig. 2; le clapet obture ainsi l'ouver- ture 16 et empêche les gaz de s'échapper. Normalement, ce- pendant, l'air froid qui entre par les fentes 17, passe en- tre le clapet 36 et la paroi 39 dans les canaux 29, et s'échappe alors par les différentes ouvertures de sortie., le clapet.36 occupant normalement une position verticale ou légèrement inclinée vers l'arrière.
Un arrêt approprié 40, faisant saillie sur la paroi 25 ou une autre partie du boitier, limite le degré auquel le clapet peut élargir la section effective de l'ouverture 16, en limitant ainsi la quantité maximum d'air qui entre par cette ouverture; le clapet 36 obture en partie l'ouverture 16, même lorsque ce clapet est soumis à la pression maximum de l'air tra- versant les fentes 17.
Le boîtier 10 est suffisamment long pour distribuer
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de l'air pratiquement sur toute la surface de la couche de combustible. L'air sortant des ouvertures 26 se dépla- ce avec une vitesse considérable et atteint ainsi de nom- breux points de la couche de combustible 42, au-dessus desquels le boîtier ne s'étend ordinairement pas. Pour cette raison le boîtier 10 peut présenter une longueur sensiblement inférieure à la profondeur du foyer, mesurée de l'avant vers l'arrière. Cependant, dans le but mention- né,, on donne au boîtier une longueur aussi grande que pos- sible, et les formes des bottiers peuvent être très dif- férentes, comme le montrent les Figs. 1, 5 et 7.
Dans tous les cas, il est prérérable que le boîtier ait sa plus grande largeur en un point plus rapproché de la porte que de l'extrémité arrière du foyer. Du fait, cependant, que le boîtier est fixé à la porte 11 que l'on ouvre fréquem- ment en la faisant tourner, avec le boîtier, autour du pivot 43, l'extrémité du boîtier doit franchir l'ouverture de la porte et le boîtier est donc fixé sur cette dernière d'une façon appropriée. Afin de donner au boîtier une lon- gueur aussi grande que possible, tout en le faisant suf- fisamment court pour qu'il puisse franchir l'ouverture de la porte, on place la plus grande partie du boîtier plus près du pivot 43 que du bord 44 de l'ouverture de la porte, comme le montre la Fig. 1.
Dans ce cas, le boîtier n'est pas symétrique, mais on conçoit que toute forme, symétrique ou non, polygonale, circulaire ou autre, est admissible à condition que le boîtier soit suffisamment long et large.
Comme le montre la Fig. 5, le bottier peut avoir une forme symétrique, et dans ce cas la bride 50 plus rap- prochée du pivot 43, peut être moins longue que la bride 51;
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de cette façon le boîtier entier est déplacé un peu vers un c8té du foyer, sans que son efficacité en soit affectée.
Comme le montre la Fig. 7, le boitier- vu en plan peut -avoir une forme circulaire et se trouver au milieu de la porte, mais dans ce cas le boîtier est un peu plus court que s'il avait une autre forme.
Les Figs. 5 et 6 montrent un boîtier 52 fixé à la contre-plaque 13 à l'aide des boulons 14 qui serventà fixer cette plaque à la porte 11. De cette façon il n'est plus né- eessaire de forer des trous spéciaux dans la porte du foyer.
Les brides 50 et 51 peuvent présenter des fentes ou des trous appropriés pour recevoir les boulons 14. Dans la forme de réalisation suivant les Figs. 5 et 6. le boîtier 52 peut être coulé d'une seule pièce, ce qui permet d'éviter l'em- ploi d'un couvercle séparé 35 et des organes d'assemblage 32. Il est également préférable de remplacer le clapet 36 par des chicanes 53 et 54., dont l'une descend du plafond 55 du boîtier, tandis que l'autre monte du fond 22 du boîtier.
Ces chicanes sont disposées l'une derrière l'autre à une distance suffisante pour que l'air traversant les fentes 17 passe rapidement entre les chicanes et soit dévié vers le bas., vers les canaux 29.
Comme le montre la Fig. 8., les chicanes 53 et 54 s'étendant à travers l'ouverture 16, peuvent être remplacées par des chicanes sensiblement verticales 57 et 58. Celles-ci sont relativement étroites et sont disposées en deux rangées parallèles dont les chicanes s'enchevêtrent. Les chicanes 57 d'une des rangées sont obliques dans un sens, tandis que les chicanes 58 de l'autre rangée sont sensiblement perpendiculaires aux premières, mais toutes les chicanes sont suffisamment écartées l'une de l'autre pour laisser une
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série d'ouvertures 59 à travers lesquelles l'air entrant par les ouvertures d'admission 16 peut .atteindre les ca- naux 29.
On voit que l'air froid entrant par les fentes 17 sous l'effet du tirage de la cheminée, ou de l'appel causé par la dilatation de l'air dans le bottier et son départ de celui-ci à travers les ouvertures 26, est chauffé par le bottier 10 ou 52, suivant le cas, et s'échappe alors par les diverses ouvertures 26 en un courant ininterrompu, qui a une vitesse considérable et atteint tous les points de la couche de combustible.
On voit ,également que la vitesse de l'air due au tirage, est encore accrue par la chaleur que rayonnent les chicanes, clapets, canaux et parois, ou par suite du réglage des fentes 17, et que l'air est convenable- ment dirigé vers les différentes ouvertures de sortie, en apportant aux gaz non brûlés, au-dessus du combustible, une quantité d'oxygène suffisante pour compléter la combus- tion, d'où il résulte une économie appréciable de combus- tible. L'invention fournit ainsi un économiseur simple, qui se fixe facilement et rapidement, qui ne comporte pas de parties mobiles susceptibles d'être détériorées ou corrodées par la chaleur ou par les gaz, et qui est de ce fait robus- te et efficace.
Il est entendu que les dispositifs employés pour fixer le dispositif à une porte de foyer sont indiqués uni- quement à titre d'exemple, et qu'il est possible de le fixer d'une manière différente, par exemple en faisant des trous dans la porte et en passant dans ces trous des boulons ap- propriés.
Bien qu'on ait décrit et représenté quelques formes !)particulières de réalisation de l'invention, celle-ci n'est
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pas limitée .aux dispositifs décrits et représentés, aux- quels on peut apporter de nombreuses modifications, sans sortir pour cela du cadre de l'invention.
REVENDICATIONS
1. Economiseur de combustible, destiné à amener de l'air à la surface de la couche de combustible dans un foyer,comportant un boîtier avec couvercle, fond et parois lat.érales, le fond présentant une ouverture de sortie pour l'air tandis que le boîtier possède à l'avant une ouverture d'admission d'air, des brides perforées pour fixer le boî- ti er à la porte d'un foyer, des parties espacées et imbri- quées de la paroi latérale, formant des ouvertures de sortie latérales qui dirigent vers l'arrière l'air sortant du boîtier à travers ces ouvertures, des canaux sur le fond du boîtier pour diriger l'air venant de l'ouverture d'ad- mission, vers les ouvertures latérales, et des dispositifs pour rétrécir l'ouverture d'admission et pour diriger l'air entrant vers les canaux mentionnés.
2. Economiseur du genre décrit, comportant un boî- tier avec'des parois latérales percées d'ouvertures espacées, sensiblement verticales, chacune des parois de ces ouvertu- res étant formée par une partie de la paroi latérale située extérieurement par rapport à la partie adjacente de la pa- roi latérale et s'étendant au-delà du bord de cette partie adjacente pour former, entre la face intérieure de la par- tie prolongée et la face extérieure de la partie adjacente.9 un passage dirigé vers l'arrière.
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