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Dispositif de combustion sur les chaudières, en particulier sur les chaudières à éléments pour le chauffage central.
L'invention concerne un dispositif de combustion simple, grâce auquel il est possible d'employer du charbon ou du. menu coke comme combustible dans les chaudières; en particulier dans les chaudières à éléments en fonte ordinaires pour chauffage central, en réalisant une combustion aussi voisine de la combustion idéale et aussi exempte de fumée que possible. Comme on le sait, on n'a pu jusqu'à présent brûler du charbon dqns les chaudières à éléments en fonte sans aucun dégagement de fumée qu'en .employant des appareils de combustion compliqués avec arrivée du combustible par dessous dans la zone de combustion.
Le dispositif de combustion précité permet d'arriver au résultat non encore atteint jusqu'à présent de faire brûler du charbon dans des chaudières à éléments en fonte sans aucun dégagement de fumée, en faisant arriver le
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combustible par dessus. De plus on réalise une utilisation particulièrement bonne du combustible et une combustion complète. La raison en est dans:
1 ) le principe diaprés lequel le combustible est amené dans la zone de combustion; ;:'0) le principe d'après lequel l'air de combustion est amené au combustible et qui provoque la circulation des gaz dans la chambre de combustion ;
3 ) le principe d'après lequel l'air secondaire est amené dans la zone de combustion.
Le dispositif de combustion précité peut être facilement monté dans une chaudière à éléments en fonte ordinaire en montant un brûleur dans le fond de la chambre de combustion, ainsi que des dispositifs servant à faire arriver le combustible et l'air au brûleur disposés de façon que le combustible arrive au brûleur par le haut en quantités réglables en même temps que l'air de conbastion y arrive par le bas en quantités réglables.
1,'invention est caractérisée par l'arrivée du combustible au brûleur de haut en bas en traversant la chambre de combustion même de la chaudière et cela dans une zone très limitée dans le sens de la longueur et de la largeur de la chaudière.
On peut arriver à ce résultat en faisant tomber le combustible d'une manière continue (on intermittente pendant des périodes de courte durée) sous forme de filet mince à travers la chambre de combustion, de façon que le combustible provenant d'un magasin tombe en quantités réglables sur le brûleur sous l'action d'un dispositif d'alimentation, par exemple une vis sans fin, une palette rotative, une écluse ou similaire, placé entre le magasin et un orifice de chute de section relativement faible qui débouche dans la chambre de combustion même de la chaudière, dans la verticale au-dessus du brûleur.
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Le combustible peut être également amené au brûleur par un canal transporteur traversant la chambre de combustion de la chaudière placé à une faible distance au dessus ou brûleur, la section d'écoulement dudit canal étant très limitée dans le sens de la longueur et de la largeur de la chaudière.
Le canal transporteur peut être entouré d'une enveloppe en forme de chapeau servant au refroidissement par l'air ou par l'eau. Le refroidissement empêche le charbon de se coller. L'enveloppe de refroidissement peut être utilisée éventuellement au chauffage préalable de 1'air secondaire, qui est soufflé sur la surface du sommet du brûleur. Le canal transporteur peut aussi pénétrer obliquement dans la chambre de combustion.
Ce principe, d'après lequel le combustible est amené dans la zone de combustion par le dispositif de combustion précité, permet de faire arriver le combustible de haut en bas sur le brûleur d'une manière absolument continue, particule par particule et en quantités ne dépassant pas celle qui se consume au fur et à mesure, d'où. il résulte que la quantité de fumée qui se dégage est réduite au minimum et que l'épaisseur de la couche de combustible reste absolument constante sur le brûleur.
L'invention est représentée schématiquement sur le dessin. Les figs 1 et 2 représentent respectivement une coupe verticale et une coupe longitudinale au dispositif avec le combustible tombant en chute libre et les figs 3 et 4 respectivement une coupe verticale et une coupe longitudinale du dispositif comportant un canal transporteu
Sur la fig.1, 1 désigne la chambre de combustion même d'une chaudière à éléments en fonte ordinaire avec grille 2.
cette grille est recouverte en partie par des
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briques réfractaires 3, de façon à ménager une ouverture 4 au milieu, dans laquelle est montée une couronne de support 5 pour le brûleur 6 de forme hombée vers le hattt et comportant des trous 7 servant au passage de l'air refoulé dans la chambre de combustion 1, par exemple du cendrier 14 de la chaudière. Dans la chambre de combustion 1 même débouche un orifice de chute 9 situé sur la verticale au dessus du brûleur. Le combustible est amené à l'orifice de chute 9 en sortant d'un magasin 10, par l'intermédiaire d'une palette rotative, d'une vis sans fin, d'une écluse ou similaire. sur l'exemple de réalisation ligure, on emploie une vis sans fin 11.
Le combustible est amené par le haut d'une manière continue dans la chaudière ou (interrompue pendant des périodes de courte durée) et tombe vers le bas librement en quantités réglables, en traversant la chambre de combustion même de la chaudière sous forme de mince filet sur la surface du sommet du brûleur.
L'air secondaire est amené dans la chambre de combustion par un tuyau 15 en sortant de la chambre de préchauf- fage 16 (voir fig.2).
. La forme de réalisation de la chaudière -représentée par le dessin est aménagée par exemple pour le chauffage central. L'eau froide arrive par le tuyau 20 et sort de la chaudière par le tuyau 21. L'air de combustion est refoulé dans le cendrier 14 par'un tuyau 22 au moyen d'un ventilateur et en passant'par les trous 7 du brûleur monte dans la chambre de combustion 1. Les gaz de la combustion passent par des canaux verticaux 23 (fig.l) puis au dessus des cloisons verticales 24, par des canaux 25 et 26 jusqu'au earneau 27 en sortant duquel ils s'échappent dans la cheminée (non figurée).
Un tuyau 28 fait communiquer le ventilateur commandé par un moteur 30 aveo la chambre
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16 et dans le tuyau 21 est monté un thermostat 8 qui se règle conformément à la température de l'eau sortant par le tuyau 21. Le thermostat est relié par des fils électriques 29 avec le moteur 30 du ventilateur ainsi qu'avec un moteur 31 qui commande la vis sans fin d'alimentation 11, de façon à mettre les deux moteurs hors circuit lorsque la température de l'eau à sa sortie dépasse une limite déterminée.
Sur les fige 3 et 4, 17 désigne un canal transporteur qui est enveloppé par le chapeau ou coiffe 18.
L'air secondaire préchauffé est amené dans la chambre de combustion en sortant de la coiffe 18 par les trous 19.
Le mouvement de la vis sans fin d'alimentation, de l'écluse ou des palettes 11 dans le fond de la trémie 10, ainsi que l'arrivée d'air au brûleur 6 peuvent être réglés automatiquement par des dispositifs connus par exemple, par le thermostat 8 précité ou par d'autres thermostats dont le fonctionnement dépend de la température ou de la pression dans la chaudière .
Le brûleur est installé:au centre ou en dehors du centre du fond de la chambre de combustion et ses dimensions dans tous les sens et son étendue sont assez faibles pour qu'il ne recouvre qu'une petite portion du fond de la chambre de combustion. Comme le combustible n'arrive qu'en quantités ne dépassant pas celle qui se consume au fur et à mesure, la chambre de combustion ne contiendra jamais que la quantité de combustible minimum.
Le brûleur a la forme d'un cône ou d'une pyramide tronqués ou toute autre forme bombée vers le haut avec une partie plus petite formant le sommet et ne comportant pas de trous, sur laquelle le combustible tombe particule par particule et commence à s'échauffer . Lorsque le
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combustible tombe ensuite le long des surfaces latérales obliques du brûleur munies de trous par lesquels sort un courant réglable et continu d'air sous pression animé d'une grande -vitesse, il se consume sang dégagement de fumée et avec une forte flamme.
Etant données les faibles dimensions du brûleur, il est possible de faire sortir l'air de combustion avec une très grande Vitesse par les trous 7, par suite il se produit dans la chambre de combustion une circulation d'air et de gaz très active, telle que l'indiquent les flèches de la fig.2.
Par suite la fumée qui se dégage du combustible sur le sommet du brûleur est aspirée vers le bas et forcée de passer dans les flammes qui s'échappent vers l'extérieur sous l'effet de l'air sous pression qui sort des trou. 7, de préférence vers l'un ou les deux côtés dans le sens de la longueur de la chaudière, de sorte que la fumée brûle dans les flammes.
Il est avantageux, particulièrement dans le cas d'un combustible qui aégage beaucoup de fumée d'employer de l'air secondaire amené sous forme d'un ou de plusieurs minces courants dirigés obliquement ou directement vers les surfaces latérales ou vers la surface du sommet du brûleur, de sorte que la fumée est einsi mieux soufflée dans la zone de la flamme. Il est bon de préchauffer l'air secondaire, par exemple dans la chambre de prêchant fage 16 représentée sur les figures.
Cette chambre agit en même temps comme isolant calorifique pour le sommet métallique de la chambre de combustion...Elle a la forme d'une boite montée dans le sommet de la chambre de combustion et à laquelle se raccordent d'une part le tuyau d'admission d'air 28 et d'autre part une tuyère 15 par laquelle l'air s'introduit
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dans la chambre de combustion. Le dispositif d'alimentation en combustible peut faire partie intégrante de la boîte et le moteur 31 qui commande ledit dispositif peut être monté sur cette boite.
Le dispositif faisant l'objet de l'invention peut être facilement monté dans une chaudière à éléments en fonte ordinaire avec grille, en installant le brûleur sur la grille, dont on recouvre le Teste de la surface par des briques réfractaires.
Des essais pratiques ont montré que l'on réalise une combustion complète et sans aucun dégagement de fumée, même avec du charbon gras.
REVENDICATIONS.
1 .- Un dispositif de combustion pour chaudières, en particulier pour chaudières à éléments pour chauffage central, comportant l'emploi d'un brûleur disposé dans le fond de la chambre de combustion et des dispositifs servant à amener automatiquement le combustible et l'air au brûleur, caractérisé par le fait que le combustible est amené en quantités réglables et d'une manière ininterrompue (ou interrompue pendant des périodes de courte durée) du haut vers le bas à travers la chambre de combustion même de la chaudière et cela dans une zone de la surface supérieure du brûleur très limitée dans le sens de la longueur ainsi que dans le sens de la largeur de la chaudière, en vue de pouvoir y brûler des menus de charbon ou de coke sans dégagement de fumée et avec une forte flamme.
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Combustion device on boilers, in particular on boilers with elements for central heating.
The invention relates to a simple combustion device, whereby it is possible to use coal or. menu coke as fuel in boilers; particularly in boilers with ordinary cast iron elements for central heating, achieving combustion as close to ideal combustion and as smoke-free as possible. As is known, it has hitherto been possible to burn coal in boilers with cast iron elements without any release of smoke except by using complicated combustion devices with fuel supply from below into the combustion zone. .
The aforementioned combustion device makes it possible to achieve the result not yet achieved until now of burning coal in boilers with cast iron elements without any release of smoke, by causing the combustion to arrive.
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fuel from above. In addition, a particularly good use of fuel and complete combustion is achieved. The reason is in:
1) the various principle by which the fuel is brought into the combustion zone; ;: '0) the principle by which the combustion air is supplied to the fuel and which causes the circulation of gases in the combustion chamber;
3) the principle according to which the secondary air is brought into the combustion zone.
The aforementioned combustion device can be easily mounted in a boiler with ordinary cast iron elements by mounting a burner in the bottom of the combustion chamber, together with devices for supplying fuel and air to the burner arranged so that the fuel arrives at the burner from above in adjustable quantities at the same time as the combustion air reaches it from below in adjustable quantities.
1, the invention is characterized by the arrival of the fuel to the burner from top to bottom, passing through the combustion chamber itself of the boiler and this in a very limited area in the direction of the length and the width of the boiler.
This can be achieved by dropping fuel continuously (or intermittently for short periods of time) as a thin stream through the combustion chamber, so that fuel from a store falls into the air. adjustable quantities on the burner under the action of a feed device, for example an endless screw, a rotating pallet, a sluice or the like, placed between the magazine and a drop orifice of relatively small section which opens into the combustion chamber of the boiler, vertically above the burner.
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The fuel can also be brought to the burner by a conveyor channel passing through the combustion chamber of the boiler placed at a short distance above or burner, the flow section of said channel being very limited in the direction of the length and the width. of the boiler.
The conveyor channel may be surrounded by a hat-shaped envelope serving for cooling by air or by water. Cooling prevents the charcoal from sticking together. The cooling jacket can optionally be used to preheat the secondary air, which is blown over the top surface of the burner. The conveyor channel can also penetrate obliquely into the combustion chamber.
This principle, according to which the fuel is brought into the combustion zone by the aforementioned combustion device, allows the fuel to flow from top to bottom on the burner in an absolutely continuous manner, particle by particle and in quantities not not exceeding that which is consumed gradually, from where. As a result, the amount of smoke that emerges is reduced to a minimum and the thickness of the fuel layer remains absolutely constant on the burner.
The invention is shown schematically in the drawing. Figs 1 and 2 respectively show a vertical section and a longitudinal section through the device with the fuel falling in free fall and Figs 3 and 4 respectively a vertical section and a longitudinal section of the device comprising a transport channel.
In fig. 1, 1 indicates the combustion chamber itself of a boiler with ordinary cast iron elements with grate 2.
this grid is partially covered by
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refractory bricks 3, so as to provide an opening 4 in the middle, in which is mounted a support ring 5 for the burner 6 in the shape of a hombé towards the top and comprising holes 7 serving for the passage of the air discharged into the chamber of combustion 1, for example of the ashtray 14 of the boiler. In the combustion chamber 1 itself opens a drop orifice 9 located vertically above the burner. The fuel is supplied to the drop orifice 9 from a magazine 10, via a rotary vane, a worm, a lock or the like. in the Ligurian embodiment, a worm 11 is used.
The fuel is fed continuously from above into the boiler or (interrupted for short periods) and falls down freely in adjustable amounts, passing through the combustion chamber itself of the boiler in the form of a thin stream on the surface of the top of the burner.
The secondary air is brought into the combustion chamber by a pipe 15 leaving the preheating chamber 16 (see fig.2).
. The embodiment of the boiler -represented by the drawing is fitted, for example, for central heating. The cold water arrives through pipe 20 and leaves the boiler through pipe 21. The combustion air is returned to the ashtray 14 through a pipe 22 by means of a fan and passing through the holes 7 of the burner rises in the combustion chamber 1. The combustion gases pass through vertical channels 23 (fig.l) then above the vertical partitions 24, through channels 25 and 26 up to the earneau 27 from which they leave. escape into the fireplace (not shown).
A pipe 28 communicates the fan controlled by a motor 30 with the chamber
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16 and in the pipe 21 is mounted a thermostat 8 which is adjusted in accordance with the temperature of the water exiting through the pipe 21. The thermostat is connected by electric wires 29 with the motor 30 of the fan as well as with a motor 31 which controls the feed worm 11, so as to switch the two motors off when the temperature of the water at its outlet exceeds a determined limit.
On figures 3 and 4, 17 designates a conveyor channel which is enveloped by the cap or cap 18.
The preheated secondary air is brought into the combustion chamber leaving the cover 18 through the holes 19.
The movement of the feed worm screw, the sluice or the vanes 11 in the bottom of the hopper 10, as well as the air supply to the burner 6 can be regulated automatically by known devices for example, by the aforementioned thermostat 8 or by other thermostats whose operation depends on the temperature or the pressure in the boiler.
The burner is installed: in the center or out of the center of the bottom of the combustion chamber and its dimensions in all directions and extent are small enough that it covers only a small portion of the bottom of the combustion chamber . As the fuel only arrives in quantities that do not exceed that which is consumed as it goes, the combustion chamber will never contain more than the minimum quantity of fuel.
The burner has the shape of a truncated cone or pyramid or some other upwardly domed shape with a smaller part forming the top and not having holes, on which the fuel falls particle by particle and begins to s 'warm up. When the
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fuel then falls along the oblique side surfaces of the burner provided with holes through which an adjustable and continuous stream of pressurized air comes out at a high speed, it burns blood, releasing smoke and with a strong flame.
Given the small dimensions of the burner, it is possible to release the combustion air with a very high speed through the holes 7, as a result there is a very active circulation of air and gas in the combustion chamber, as indicated by the arrows in fig. 2.
As a result, the smoke which emerges from the fuel on the top of the burner is sucked downwards and forced to pass into the flames which escape to the outside under the effect of the pressurized air which comes out of the holes. 7, preferably to one or both sides lengthwise of the boiler, so that the smoke burns in the flames.
It is advantageous, particularly in the case of a fuel which gives off a lot of smoke, to employ secondary air supplied in the form of one or more thin streams directed obliquely or directly towards the side surfaces or towards the crown surface. burner, so that the smoke is better blown into the flame area. It is good to preheat the secondary air, for example in the preaching chamber 16 shown in the figures.
This chamber acts at the same time as a heat insulator for the metal top of the combustion chamber ... It has the shape of a box mounted in the top of the combustion chamber and to which are connected on the one hand the pipe d air intake 28 and on the other hand a nozzle 15 through which the air is introduced
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in the combustion chamber. The fuel supply device can be an integral part of the box and the motor 31 which controls said device can be mounted on this box.
The device forming the subject of the invention can easily be mounted in a boiler with ordinary cast iron elements with a grate, by installing the burner on the grate, the surface of which is covered by refractory bricks.
Practical tests have shown that complete combustion is achieved without any release of smoke, even with fatty charcoal.
CLAIMS.
1 .- A combustion device for boilers, in particular for boilers with elements for central heating, comprising the use of a burner arranged in the bottom of the combustion chamber and devices serving to automatically supply the fuel and air to the burner, characterized by the fact that the fuel is supplied in adjustable quantities and in an uninterrupted manner (or interrupted for short periods) from the top to the bottom through the combustion chamber of the boiler itself and that in a zone of the upper surface of the burner very limited in the direction of the length as well as in the direction of the width of the boiler, in order to be able to burn there small coal or coke without emission of smoke and with a strong flame.
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