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BREVET D'INVENTION " Perfeotionnements aux foyers
L'invention concerne des perfectionnements aux foyers, particulièrement aux foyers servant à brûler des combustibles bitumineux et très riches en matières volatiles sans fonnation de suie ou de fumée. Des expérienoes exéoutées avec le système de foyer qui fait l'objet de l'invention ont démontré que non seulement on peut obtenir une oonbustion exempte de suie et de fumée aveo un tel système, mais qu'on obtient aussi plusieurs autres avantages. En effet, la combustion peut avoir lieu avec un excès d'air beauooup plus faible que dans les foyers connus aveo le genre de combustible en question, de telle sorte que la puissance et le rendement des appareils de chauffage munis des perfeotionnements selon l'invention sont\très élevés.
La caractéristique de l'invention consiste en ce que le foyer est divisé par un dispositif de grille en deux chambres, la chambre à combustible et la ohambre de combustion, l'admis- sion de l'air dans ces chambres étant établie de telle manière que l'on puisse obtenir une combustion incomplète et une pro- duotion de gaz dans la première de ces chambres, tandis qu'il se
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produit en même temps dans la chambre de combustion, direote- ment sur la grille, une combustion des gaz provenant de la chambre de combustible à travers la grille. L'adnission d'air à la chambre de combustible se fait de l'extérieur à travers un passage réglable.
L'admission à la chambre de combustion de l'air qui doit arriver directement à la grille et être ré- parti à sa surface, a lieu de l'extérieur à travers un deu- xième passage réglable.
On obtient un résultat particulièrement avantageux en admettant l'air à la chancre de combustion, comme il est dé- crit plus loin, à travers des barreaux de grille creux compor- tant des trous appropriés. L'air est en effet, en raison de cette disposition, fortement chauffé et de plus effectivement mélangé avec le gaz.
La description qui va suivre en regard des dessins an- nexés donnés à titre d'exemple, fasa bien comprendre de quelle manière l'invention peut être réalisée.
Les figures 1 et 2 sont deux ooupes perpendiculaires l'une à l'autre d'une forme d'exécution.
Les figures 3,4, 5,6 et 7 sont des vues de détail oorrespondantes.
Les figures 8 et 9 sont deux vues en coupe perpendioulai- res l'une à l'autre d'une autre forme d'exécution.
Les figures 10 et 11 sont des vues semblables d'une forme d'exécution similaire avec quelques modifications de détail.
Les figures 12, 13 et 14 sont.des vues de détail d'une grille confonde à l'invention, la figure 12 étant une coupe par XII-XII dans le sens transversal de la grille, la figure 13 une ooupe par XIII-XIII de la figure 12 et la figure 14 une ooupe par XIV-XIV de la figure 12.
Les figures 15, 16, 17 et 18 montrent l'application de l'invention à des chaudières de chauffage central.
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La figure 19 représente une autre application de l'in- vention.
La figure 20 est une ooupe verticale d'une chaudière à tubes d' eau.
Les figures 21 et 22 sont des ooupes verticales d'une chaudière verticale utilisable pour le séchage et munie d'un foyer établi selon l'invention.
Les figures 23, 24 et 25 montrent une autre tonne d'exé- oution, en ooupe verticale, en vue latérale et en ooupe hori- zontale selon XIV-XXV de la figure 23.
Dans tous les exemples représentés, 1 désigne la chambre de combustible du foyer, cette chambre étant établie en for- me de magasin à combustible aveo un clapet de remplissage 2 disposé dans le toit 3; 4 désigne la chambre de combustion proprement dite, 5,6 la grille et 7 le tuyau d'introduction de l'air primaire dans la chambre de combustible.
Comme on l'a déjà indiqué, la combustion est commandée par le réglage de l'admission d'air de telle manière que cette combustion soit incomplète au-dessus de la grille, oest-à- dire que, au-dessus de la grille ou, d'une manière générale, dans la chambre de combustible, le foyer fonotionne en gazo- gène, le gaz produit passant entre les barreaux de la grille et étant brûlédans la chambre 4.
Les gaz chauds de la combustion s'échappent par le tuyau 14 pour être utilisés aux endroits désirés. Le tuyau 7 d'ad- mission de l'air primaire est vertical, comme le montrent les figures 1 et 2, et il peut être élevé et abaissé de telle ma- nière que son extrémité inférieure puisse être amenée à dif- férentes hauteurs pour que l'on puisse ainsi régler la hauteur de la zone de combustion. L'admission d'air a lieu par une soupape 8 de manière réglable. Le tuyau 7 peut par exemple être pointu et perforé à son extrémité (voir fige 1 et 2 et le tuyau le plus à gauche de la figure 3), être élargi vers
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le bas comme le tube du milieu de la figure 3, se teminer par une se otion droite comme sur la figure 3 à adroite, ou avoir une forme analague.
L'air nécessaire à la combustion sous la grille, ou air secondaire, est admis, dans les exemples du dessin, à travers les barreaux 5 de la grille. Ceux-oi sont tubulaires, communi-
6 quent avec les boites de distribution/et éventuellement, avec un appareil de soufflage (non représenté) et comportent sur leur face inférieure un certain nombre de trous 9, par les- quels l'air est réparti en courants croisés dirigés vers le bas dans une direction oblique convenable. Le gaz oonbustible ohaud est ainsi intimement mélangé à l'air fortement réohauf- fé dans les barreaux de grille, à son entrée dans la chambre de combustion .
Les détails représentés figures 4 à 6 se rapportent à une grille horizontale, utilisée notamment dans la forme d'exé- cution des figures 1 et 2. La figure 4 montre un barreau de grille tubulaire 5 partiellement coupé aveo , à chacune de ses extrémités, une boite de distribution placée transversa- lement. La figure 5 montre cinq barreaux de grille vuvers l'une des boîtes de distribution 6. La figure 6 montre les mêmes pièces en ooupe, vues par le haut. La figure 7 montre aussi différentes ooupes appropriées de barreaux de grille tubulaires.
Sur la figure 2 , une soupape 10 est disposée dans le mur du foyer pour la boîte de distribution et elle sert à régler l'admission de l'air extérieur. sur les figures 5 et 6, 11 désigne aussi une soupape qui est par contre disposée di- reotement à oôté de la boîte de distribution pour jouer le même @ rôle .
Dans la forme d'exécution des figures 8 et 9, le tuyau d'admission de l'air primaire est horizontal et fendu vers le bas dans le sens longitudinal au lieu d'être perforé. On forme ainsi dans la masse du combustible une cavité dont la capacité
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est déterminée par le tube et l'angle du talus d'éboulement de la matière. On obtient aussi un effet semblable en dispo- sant le tube vertical 7 de la manière montrée en détail au milieu et à droite de la figure 3. L'air se répand par ladite cavité dans la chambre de combustible. Sa quantité est réglée par des soupapes 8 (figures 8 et 9) disposées de chaque côté dans le mur du foyer. Dans cet exemple, les barreaux de grille sont en outre coudés, de sorte que la grille est plus basse vers son milieu.
On utilise cette disposition pour que la grille vienne par rapport au tuyau 7 dans une position telle que tous ses points, situés dans une même section transver- sale, soient à une distanoe du tuyau sensiblement égale. La combustion incomplète au-dessus de la grille est ainsi plus uniforme.
La forme d'exécution des fig. 8 et 9 s'écarte de celle des figures 1 et 2 en ce que la grille 4 ne comporten qu'une boite de répartition 6. Cette boite est reportée à la partie la plus basse de la grille, elle a par exemple une section triangulaire et sert aussi de support à la grille. L'air pénè- . tre dans la boite 6 aux deux extrémités par des orifices 16 ménagés dans le mur du foyer et la quantité admise à chaque orifice est réglée par une soupape 17.
Le foyer représenté fig. 10 et ll comporte une grille horizontale établie selon l'invention et un certain nombre de tubes 7 permettant d'obtenir une bonne répartition de l'air primaire. On peut dire que les tubes et la grille sont dans ce cas aussi dans une position réciproque telle que les dis- tances entre un tube et les points de la grille contre les- quels l'air sortant de oes tubes doit s'écouler soient sensi- blement égales ou tout au moins très peu différentes.
La grille que montrent les figures 12 à 14 est exécutée en différentes sections en vue de la fabrication standardisée.
Les plans suivant lesquels la grille est divisée s'étendent
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dans le sens transversal des barreaux 5 de la grille. Les barreaux de chaque section de la grille sont fermés à leurs extrémités, mais ils communiquent entre eux at)aveo la boite de distribution 6 par des tubes 21 qui comportent des trous 9 comme précédemment. La boite de distribution tubulaire 6 est exéoutée en sections partielles oorre spondant aux seotions de la grille et qui sont établies de manière à pouvoir s'engager les unes aveo les autres, comme il est montré on 33 sur la figure 14, o'est-à-dire que l'extrémité de l'une des pièces tubulaires est introduite dans l'extrémité de l'autre pièce.
En assemblant un plus ou moins grand nombre de seotions de ce genre, on peut adapter la grille à une dimension quelcon- que de foyer.
Les figures 15, 16, 17 et 18 montrent des foyers selon l'invention appliqués à des chaudières à eau chaude du type à éléments. Sur la figure 16, l'air secondaire est amené par un canal ascendant 18, le gaz combustible étant brûlé dans les chambres 4 au-dessus de l'écran 19. Le chemin des gaz de combustiondans les éléments est indiqué par les flèches 20.Dans une ohaudière comme celle de la figure 15, le gaz combustible brûle dans les chambres 4 des deux cotés de la boite de dis- tribution 6. Le chemin des gaz de combustion est ici aussi indiqué par des flèohes 20.
Les figures 17,18 montrent un dispositif d'introduction latérale de l'air secondaire dans la grille. Des canaux 32 ont aussi été ménagés pour l'introduction de l'air de combus- tion direotement de la boite de distribution à la chambre de combustion 4. Le foyer représenté figure 19 ne s'écarte pas en principe de la oonstruotion de celui des figures 8 et 9, mais la sortie des gaz 14 est placée en-dessous de la boîte de distribution 6. La chambre de combustion 4 oomporte en outre des entrées d'air supplémentaires 30 dans le but de diluer les gaz de combustion s'échappant par l'orifice 14.
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En réglant la quantité d'air, par exemple au moyen de cla- pets ou registres 31, on peut régler aussi la température des gaze combustion qui s'échappent.
Les formes d'exécution décrites ci-dessus avec une grille plus basse en son milieu peuvent être modifiées de multiples manières,par exemple on peut leur donner une forme sensiblement circulaire c'est-à-dire an forme de oône évasé. On ne s'éear- terait pas d'ailleurs de l'esprit de l'invention en établissant contrairement à ce qui vient d'être décrit, la grille selon une forme rehaussée en son milieu, par exemple selon la forme d'un oône posé sur sa base, ou bien en construisant ladite grille de forme cylindrique.
La fig, 20 montre une chaudière à tubes d'eau qui est aussi d'une construction partiellement connue. Le foyer est disposé en prinoipehoomne aux figures 8 et 9 et le chemin des gaz de combustion est indiqué par les flèches 23. Les tubes d'eau sont indiqués en 24, leurs boites de distribution et leurs oaisses collectrices en 25 et 26 et les corps cylindriques de la chaudière en 27.
La chaudière tubulaire des figures 21 et 22 est vertica- le et le foyer établi à son extrémité supérieure. Le foyer com- porte une grille horizontale 5, 6 et des tubes 7 pour l'air primaire établis selon l'invention. La combustion proprement dite à lieu dans la chambre 4 au-dessus des tubes 28 et dans ces tubes. Les gaz de combustion' s'échappent en 29 du foyer.
Dans tous les exemples on pe&t utiliser comme oombustiole un combustible solide, liquide ou gazeux. On peut aussi utiliser des combinaisons de tous oes genres de combustibles ou de plu- sieurs d'entre eux, Si l'on se sert en même temps, à oôté d'un combustible solide, d'un combustible liquideou gazeux ou d'un oombustible liquide et d'un combustible gazeux, ce ou oes der- niers sont introduits par des oanalisations ou des tuyaux dans la chambre de combustible. On a montré à la fig. 1 un exemple
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d'un tel tube 34 à combustible liquide et d'un tube 35 à coin-- bustible gazeux. Le tuyau 34 ou 35 (ou les tuyaux 34 et 35) dé- bouche de préférence en-dessous du niveau du combustible solide.
Dans le cas où l'on n'utilise qu'un combustible gazeux ou qu'un combustible solide ou oes deux genres de combustibles ensemble, on peut remplacer le combustible solide par une au- tre matière,de préférenoe réfraotaire,en moroeaux. Cette ma- tière absorbera alors de la chaleur pendant la production des gaz et la combustion incomplète et la restituera au combusti- ble liquide et (ou) au combustible gazeux ou à oes deux oom- bustibles et à l'air de combustion.
Les dispositifs d'admission du combustible gazeux ou li- quide peuvent, si l'on veut, être ramifiés ou comporter des tuyères d'injection ou organes similaires , pour produire une meilleure répartition du combustible dans la chambre de combus- tible.
On peut aussi, sans s'écarter du oadre de l'invention, remplacer la grille creuse par une grille pleine, si l'airest admis à la chambre de combustion par un système tubulaire dis- posé directement sur la grille et au moyen duquel on peut obte- nir une oonbustion dans la chambre de combustion direotement sur la grille, par l'admission d'air réparti uniformément à la surface de cette grille et pénétrant de l'extérieur par un ori- fioe réglable.
Comme le montrent les figures 23, 24 et 25, on peut,pour augmenter la température des surfaces dans la ohambre de com- bustion 4, revêtir les parois de cette chambre de plaques métal- liques 35, de préférence coulées, appliquées librement contre la surfaoe refroidie par l'eau. Les tôles 35 peuvent être planes, striées ou d'une autre forme sur la surface tournée du côté de la chambre de combustion 4. On peut aussi éventuellement garnir la ohambre de combustible 1 avec des tôles du genre ci- dessus décrit pour élever la tempéra ture et faciliter la gazéifi-
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oation du combustible.
REVENDICATIONS.
1. Foyer caractérisé par le fait qu'il est divisé par un dispositif de grille en deux chambres, la chambre de oom- bustible et la chambre de combustion, l'admission de l'air dans oes chambres étant établie de telle manière que l'on puis- se obtenir une combustion incomplète et une production de gaz dans la première de oes chambres par admission d'aiex térieur à traversun orifice réglable et que le gaz combusti- ble provenant de la chambre de combustible à travers la gril- le puisse être brûlé dans la chambre de combustion direote- ment sur la grille au moyen d'air réparti uniformément à la surface de la grille et admis de l'extérieur par un deuxième orifioe réglable.