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Un procédé et un dispositif, destinés à réaliser une combustion complète dans les loyers .
Maintes tentatives ont, jusqu'ici,déjà été effec- tuées, à l'effet d'exercer, moyennant l'insufflation de vapeur, d'air ou d'autres éléments, une influence sur le trajet accompli par des gaz de combustion dans les chauffes, notamment dans les foyers de chaudières.
Ces essais s'appliquaient au phénomène, apparais- sant lors de la dernière période de combustion, et constituant en ce que c'est au centre de la grille, que le combustible est soumis à l'accélération de consommation la plus accentuée, en raison, vraisembla-
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blement, de l'intensité calorique se manifestant, à. cet endroit même, avec le plus de puissance, tandis que, par contre, sur les parties latérales de la grille, il est fréquemment impossible d'obtenir les températures indispensables à la combustion complète dm combustible, inconvénient ayant pour conséquence d'ovbstruer (d'encrassre) la grille par scorification.
C'est à l'élimination de ce phénomène que vise, par exemple, le procédé Langer, connu dans la constuc- tion de locomotive, et qui, comportant l'insufflation, dans la chambre de chauffe, de plusieurs jets de vapeur de forme pyramidale à atténuer sensiblement l'action de la partie médiane de la grille. Ni ce procédé cepen- dant ; ni d'autres similaires, ne sont aptes à répondre efficacement au but auquel on les destine.
Il s'agit, en effet, en supprimant toute perte de surface de la grille, de fournir aux parois latérales de la boîte à feu, les gaz chauds de combustion se produisant au cen- tre de la grille, ce qui, nécessairement.. doit provo- quer non seulement une combustion complète également aux parties latérales de la grille, mais encore une meilleu- re absorption de chaleur, de la part des parois latéra- les et la suppression de l'encrassement par scorificatim
La présente invention est caractérisée par le fait qu'à la suite de l'amenée d'un jet dans une ou plusieurs tuyères, l'on parvient à conférer à la vapeur, ou à tout autre élément insufflé dans la chambre de chauffe, un mouvement giratoire, qui crée, au dessus de la gril- le et à une distance suffisante de l'orifice des tuyère:;
un ou plusieurs voiles ( ride=) nettement rotatifs,les-
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quels, entraînant les zones( couches) des gaz de copbas- tion les entourant, et, produisant entre eux un mélange avec l'air comburant, ou même avec l'air secondaire, réalisant une compensation de température à l'intérieur de la chambre de chauffe.
Une particularité essentielle de l'invention est. en outre, constituée par ce que les tuyères comportent vers leur orifice( embouchure), de préférence un évase- ment conique,
Un avantage tout spécial a été acquis par la création d'une tuyère double ou jumelle, où; à l'aide d'un sens de rotation approprié, des carneaux ( canne- lures) hélicoides, se trouvant dans chacune des tuyères, l'on obtient une contribution mutuelle à la réalisation de l'effet désiré , et, par conséquent, une efficacité accrue du rendement total. Moyennant modification de la section transversale rendue libre au courant( flux), il est possible, bien entendu, de régler la consommation de l'élément destiné à la for mation du voile ( rideau) rotatif .
Une application spécialement propice des tuyères à voile de vapeur rotatif, est formée par la chauffe de locomotives où, au moyen du rideau rotatif produit par la tuyère, celle-ci procure, de la façon la plus parfai- te, une combustion complète et, par le prolongement des trajets parcourus par les gaz de combustion, empêche l'évasion de la fumée, tandis que l'introduction de l'air, peut tout spécialement assurer une combustion exempte de fumée, en permettant, par ailleurs, le main- tien d'un simple foyer horizontal ordinaire( répartition du feu à une hauteur égale audessus de toute la surface de la grille).
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La présente invention ne se borne évidemment pas au seul emploi de la vapeur, encore que celle-ci, abs- traction faite de l'effet spécial de l'aération et de l'humectation de l'air, sera adoptée de préférence. L'on pourra pareillement substituer, bien entendu, aux tuyè- res simples ou jumelles désignées, d'autres tuyères, disposées de façon facultative, soit verticalement,soit sous un angle par rapport à l'axe de la chaudière, et, ce, dans le but d'assurer, par compensation de tempéra- ture, la répartition uniforme, précédemment mentionnée, des gaz de combustion.
Le procédé décrit, ainsi que le dispositif destina à sa mise en application, ne donneront cependant pas sa- tisfaction, si les sections transversales d'affluence ('entrée) de l'élément à insuffler, présentent un ca- ractère d'invariabilité, étant donné qu'il ne peut être réalisé ainsi, une combustion réglée. Mais même un ré- glage à la main n'est pas suffisant, car l'effort four- ni par la chaudière et, conjointement, le rendement né- cessaire de la grille, sont soumis à une constante va- riation. A cet effet, et pour assurer un fonctionne- ment irréprochable, il est, par conséquent, indispensa- ble de créer un réglage automatique.
Conformément aux principes de l'invention, on procède donc à la fixation d'un organe régulateur, dont la fonction est subordonnée à la position de l'organe principal d'admission de la machine de décharge, de sorte que, lors de l'augmenta- tion du rendement de la grille, exigé par la chaudière, il se produit aussi simultanément un accroissement de l'élément destiné à l'insufflation. Ainsi, par exemple, dans les locomotives, l'actionnement de cet organe de réglage s'effectue au moyen du régulateur.
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Cet exemple d'exécution figure sur les graphi- ques. Lorsqu'il s'agit de machines fixes( stationnai- res), l'objet de l'invention peut âtre commandé par le régulateur, en même temps qu'en cas de besoin,l'on pré- voit également un servomoteur, pour l'introduction si- multanée de l'air à la porte du foyer.
Les graphiques ci-joints représentent, sous une forme figurative, l'objet de l'invention, comme suit, savoirt
La fig. l, reproduit une vue extérieure d'une tuyère simple.
La fig. 2, une vue en coupe de ladite tuyère.
La fig. 3, une vue extérieure d'une tuyère double.
La fig. 4, une vue en coupe de la susdite tuyère.
La fig. 5 reproduit la tuyère évasée vers l'exté- rieur, comme pièce intercalaire, introduite dans l'en- veloppe.
La fig. 6 reproduit une pièce contenant les car- neaux ( cannelures) et destinée a être insérée dans l'orifice de la tuyère suivant fig. 5.
La fig. 7, reproduit une pièce intercalaire ana- logue à la précédente, et dont le filetage cependant comporte un sens opposé à celui des cannelures tracées à la fig. 6.
La fig. 8 et 9, reproduisent d'autres pièces in- tercalaires analogues aux précédentes, les filetages cependant sont spécialement raides et à pas triples, les tiges portant des annexes en forme de cône(fig.8) ou de cylindre( fig. 9).
La fig. 10 reproduit la tuyère destiné à l'em- ploi en combinaison avec les pièces intercalaires sui- vant figures 8 et 9, introduite dans l'enveloppe.
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La fig. 11 reproduit unevue coupe d'une tuyère double, munie de pièces intercalaires montrées dans les fibres 8 à 10.
La fig. 12, reproduit une coupe transversale en élévation du dispositif de régalge suivant l'objet de l'invention.
La fig.13 reproduit une vue latérale, où le dis- positif de réglage se trouve fixé au groupe construc- tif.
Dans la fig. 4 on peut, à titre d'exemple, rele- ver nettement la disposition. L'enveloppe l' fendue en fourche, porte deux pièces intercalaires 2, fixées à l'aide de boulons et qui, suivant la fig.5, présen- tent, en partie un forage cylindrique et en partie sont manies d'une cavité conique s'évasant avantageusement, en forme de cône, vers l'orifice de la tuyère. Dans la partie cylindrique on introduit les pièces 3 et 4, dont les filetages hélicoïdaux, à pas simple ou malti- ple, sont exécutés chacun dans un sens opposé.
Une disposition particulièrement favorable est celle de réa- liser le filetage sous forme de vis à pas simple ou multiple, et ce, de telle façon que les voiles se formant, exééutant, chaum en sens inverse, un mouve- ment giratoire de haut en bas, c'est à dire donc celui de gauche accomplissant une rotation à droite, celui de droite, dans le sens opposé. La partie forées 5, sert à des manoeuvres de montage. Les lucres 6 sont fixées à un endroit approprié, du côté antérieur du foyer au dessus de la grille,ou, lorsqu'il s'agit de locomoti- ves, autant que possible au-dessus de la porte du foyer, de sorte que la vapeur s'échappent, ce dirige vers l'écoulement des gaz de combustion.
Une disposi-
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tion inclinée des tuyères vers la grille, apparaît coma avantageuse pour les locomotives, afin que les gaz de combustion puissent an préalable se mélanger au-dessus de la grille, avant de passer par les tubes d'eau(tubes) bouilleurs. La position la plus propice pour ces derniers sera réalisée, après épreuves prati- que, en adoptant des articulations spéhriques( à rotu- les) dans lesquelles se trouvent fixées les tuyères.
A l'aide des voiles rotatoires,les gaz de combus- tion sont répartis dans la chambré de chauffe; les gaz chauds, notamment, sont conduits du centre vers l'extérieur, de sorte que l'on parvient 1. réaliser non seulement une combustion complète morne aux par- ties extérieures de la grille, mais:encore à éviter un encrassement par scorification.
Les figs.l2 et 13 représentent clairement le dis- positif de réglage. Dans l'enveloppe 5 et avec une gar- niture de joint 6, se trouve visée une pièce interca- laire 7, dans laquelle un piston à soupapes 9, muni de garniture de joint à labyrinthe ( à cannelures) 8, peut exécuter un mouvement de montée et de descente.
La partie supérieure du piston est formée en soupape double, dont la surface de contact inférieure 10,trou- ve son siège opposé dans la pièce intercalaire 7,tan- dis que la surface de contact supérieure 11, trouve le sien dans l'enveloppe 5, La partie la plus élevée du piston à soupapes, exécutée simplement en forme cylin- drique, trouve son guidage dans l'enveloppe 5.
Dans la partie inférieure de la pièce intercalée 7, s'évasant en forme de cylindre creux, s'insére,ve- nant du bas, une pièce télescopique en forme de fourche 12. Cette dernière comporte assez de jeu pour le piston 9, afin d'éviter des coincements. Une pièce intercalai-
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ré 14 appropriée, est maintenue par les deux rivets 13. Le piston à soupapes 9 est muni de segments élas- tiques, le ressort 15 comporte une section transversa- le carée appropriée.
Le ressort, exerçant une pres- sion sur une lentille d'acier 16, se trouve par con- séquent logé entre le piston à soupapes 9 et la pièce en forme de fourche 12, laquelle contient, pivotante autour du boulon 18, une poulie 17, reposant sur le- vier du régulateur 19. Celui-ci .ainsi que cela est nettement visible, se trouve, pour une certaine lon- @leur, en plan incliné, de sorte que lors de la ferme- ture du régalateure, le piston à soupapes 9 également, subit une pression vers haut, maintenue jusqu'à ce que sa surface de contact supérieure 11, se soit posée con- tre l'enveloppe 5 et qu'en même temps, son extrémité cylindrique supérieure ait fermé la section transver- sale de la jonction tubulaire 20, de sorte qu'il ne demeure encore libre qu'une toute petite section.
La jonction tubulaire 20, marne, d'une part au réservoir de vapeur, d'autre part à la tuyère. En actionnant le levier d'un régulateur 19, vers la gauche,(ce qui se produit lors de l'ouverture du régulateur de vapeur), le piston à soupapes 9, par suite de la pression mo- namétrique de vapeur exercée sur lui, et en raison même de son propre poids, exécutera un mouvement de descente, et ce, jusqu'à ce que surface de contact infé- rieure 10, se soit posée sur le siège opposé de la pièce intercalaire 7, et que le ressort 15 soit remis en équilibre.
Dans cette position, la partie cylindrique supé- rieure du piston à soupapes 9, a effectué un tel mou- vement de descente, que toute la section transversale
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de la jonction tubulaire 20 est rendue libre. Dans les deux états limités du piston à soupapes 9, il se pro- duit par conséquent, à la suite de ses poses successi- ves, une décharge complète de la garniture de joint à labyrinthe 8, de sorte que la dite garniture n'entre en action pour elle-même, que durant le court espace de temps nécessité parle mouvement du piston. Les tubes d'amenée 20 sont fixés à l'enveloppe, à l'aide de l'é- crou 21. La fig. 9 reproduit une vue extérieure de l'as- semblage des éléments constitutifs.
A l'aide du boulon 23, l'enveloppe 5 est fixées à un étrier qui, à son tour, moyennant les boulons 23', est ajusté au cadre de la machine 25 représente une ouverture pour lubri- fioation, tandis que 26,27 et 28 sont des éléments d'une soupape automatique d'évacuation de l'eau.qui, durant l'hiver, protège toute la soupape de distribu- tion, contre la congélation.