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Dispositif de combustion.
Jusquà présent on rencontrait de grandes difficultés à brûler économiquement des combustibles solides à haute teneur en gaz, tels que le charbon, le lignite, le brai, le bois, les copeaux de bois ou combustibles analogues. D'ordinaire, on combine les petits foyers à un magasin de combustible pour faciliter l'alimentation en combustible, mais avec des dispo- sitions de ce genre il est difficile de conduire la distilla- tion du combustible de manière que la quantité de gaz requise pour une quantité prédéterminée de chaleur corresponde à la quantité d'air fournie. Pour cette raison on emploie habi- tuellement pour les petits foyers à magasin des combustibles faible teneur en gaz, relativement coûteux, tels que le coke.
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D'autre part, dans les foyers plus grands, il est difficile de produire un bon mélange des gaz combustibles et de l'air de façon à achever la combustion dans une chambre de com- bustion de dimensions raisonnables. Ces inconvénients créent un réel besoin de dispositifs de combustion per- fectionnés pour les combustibles solides à haute teneur en gaz.
Le principal but de la présente invention est d'assurer une combustion complète et des conditions de fonctionnement avantageuses en combinant une chambre de gazéification -- produisant du gaz de gazogène et com- portant une grille pour l'admission d'air -- à une chambre de mélange ou d'allumage (ou plusieurs chambres de ce genre) qui comporte une ou plusieurs ouvertures dormant sur la chambre de gazéification et qui sert à mélanger les gaz à l'air et à allumer le mélange de façon que la combustion finale se produise dans une boîte à feu ou chambre de com- bustion analogue disposée derrière la chambre de mélange et d'allumage.
On décrira ci-après d'autres buts et caractéristi- ques de l'invention en se référant .aux dessins annexés, dans lesquels: -
Figs. 1 et 2 sont deux coupes verticales d'une forme d'exécution de l'invention.
Figs. 3 et 4,5 et 6,7 et 8,9 et 10 sont des coupes analogues de trois autres formes d'exécution, et
Fig. 11 est une coupe verticale d'une dernière forme d'exécution de l'invention.
Toutes les figures sont schématiques et ne montrent que les détails ayant trait à l'invention. Sur toutes les figures, les m'èmes chiffres de référence désignent
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des parties analogues.
Sur les figs. 1 et 2, le magasin de combustible 1 communique avec la chambre de gazéification 2 par des passa- ges étranglés 3,3 qui, en l'occurrence, sont disposés de part et d'autre de la chambre de mélange et d'allumage 4, laquelle peut être tubulaire et, de préférence, plus ou moins cylindrique. La chambre 4 peut être relativement étroite en comparai son de la chambre 2 et elle comporte une ou plu- sieurs ouvertures ou fentes 5 donnant dans la chambre de gazéification, et une ou plusieurs entrées d'air 6 qui de préférence se rétrécissent vers leur extrémité intérieure et font saillie dans la chambre 4 suivant la longueur de celle-ci.
Au fond de la chambre de gazéification sont disposées des grilles inclinées 7 pour l'arrivée d'air primaire entrant par un clapet réglable 10. Une porte de cendrier 9 peut être prévue pour l'enlèvement des cendres. En-dessous des grilles 7 est montée une autre grille 8 servant à séparer les cendres et à permettre aux morceaux de combustible tombant des grilles 7 de brûler complètement. La chambre de gazéification, le ma- gasin de combustible., la chambre 4, etc.., peuvent 'être entou- rés de chemises d'eau 11 communiquant avec un système de chauf- fage. De préférence, l'intérieur de la chambre 4.et l'entrée d'air 6 sont garnis de réfractaire.
Le combustible solide chargé dans la magasin repose sur les grilles 7 de façon à entourer la chambre ou conduite tubulaire 4 qui ,sépare la chambre de gazéification d'une partie du combustible contenu dans le magasin. Dans les passages 3 situés de part et d'autre de la chambre 4, le combustible tombe ou glisse de haut en bas en formant des talusde combustible prèsde l'ouverture ou fente 5 qui est ménagée suivant la longueur de la chambre 4 et qui a de pré- férence une largeur circonférentielle relativement grande.
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L'entrée d'air 6 est raccordée à une soufflerie (par exemple un ventilateur, non représenté) pour injecter de l'air sous pression dans l'entrée qui, dans la forme d'exécution représentée, est conformée de manière à produire un effet d'éjecteur et, partant, un vide d'un degré prati- quement constant dans la chambre 4 et dans la chambre de ga- zéification 2 communiquant avec la chambre 4 par l'ouverture ou fente 5.
Pendant le fonctionnement,, le débit d'air aux grilles 7 est réglé de façon à engendrer des gaz de gazogène dans la chambre de gazéification 2. Par suite de l'effet d'é- jecteur produit par l'air entrant dans la chambre 4 par l'entrée ou éjecteur 6, les gaz de gazogène engendrés par le combustible contenu dans la chambre de gazéification sont aspirés dans la chambre 4, se mélangent immédiatement à l'air provenant de l'entrée ou éjecteur 6 et s'allument.
Le débit d'air par l'entrée 6 est commandé de telle manière par rapport à la production de gaz et au débit d'air par les grilles, que le mélange gazeux refoulé à grande vitesse à travers la chambre 4 ne brûle pas complètement dans cette chambre, et la combustion finale et complète du mélange s'échappant à l'ex- trémité 12 de la chambre 4 ait lieu dans une boite à feu ou'chambre de combustion disposée directement derrière la chambre 4. Une partie de l'air provenant de l'éjecteur 6 balaie la, surface du combustible incandescent, adjacente à l'ouverture 5, de façon à activer la combustion et à améliorer l'effet de mélange.
Au fur et à mesure que la combustion continue, de nouvelles quantités de combustible descendent dans le chambre de gazéification 2 et les cendres se séparent en tombant par l'intervalle entre les grilles. Il est très important que les surfaces des grilles et des intervalles compris entre elles
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soient suffisamment grandes, c'est-à-dire grandes en comparai- son de la charge de la grille, de façon à empêcher pratique- ment la formation de mâchefers et à éviter que des particules de cendres et de coke s'envolent avec le courant de gaz à travers la couche de combustible.
Etant donné que la hauteur ou épaisseur de la couche de combustible brûlant est maintenue sensiblement constante en raison de la distance constante entre la chambre 4 et les grilles, les gaz de gazogène ont une composition pratiquement constante à condition que le clapet 10 et l'électeur 6 four- nissent une quantité d'air sensiblement constante. La. com- bustion se poursuit très uniformément quand la composition des gaz et aussi le tirage sont sensiblement constants. En pratique, la combustion est très analogue à celle de l'huile dans un brûleur à huile -en ce sens que les gaz incomplètement brûlés s'échappant à l'extrémité 12 de la chambre 4 sont brûlés complètement avec une flamme claire dans la chambre de com- bu sti on.
On obtient un fonctionnement très approprié et éco- nomique quand le foyer ou dispositif de combustion décrit ci- dessus est construit pour fonctionner par intermittences, à charge constante, pendant des périodes de temps dont la durée est déterminée par la consommation moyenne de chaleur requise.
Durant les périodes d'arrêt, le débit d'air par l'entrée 6 est coupé et le débit d'air primaire par le clapet 10 est étranglé de façon à maintenir un feu très lent (combustible incandescent). Cette commande peut être opérée automatiquement par des impulsions produites sous la dépendance de la tempéra- ture ou de la pression régnant dans un système de chauffage raccordé au foyer ou dispositif analogue.
Souvent il peut être avantageux de couper le débit d'air par l'éjecteur 6 vers la chambre 4 avec un retard sur le clapet 10, de façon que lorsque-
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on veut augmenter la chaleur depuis le feu lent jusqu'à la charge maximum, le débit d'air primaire aux grilles commence plus tôt que le débit par l'éjecteur 6, et lorsqu'on veut diminuer la chaleur depuis la charge maximum jusqu'au feu lent, le débit d'air primaire soit diminué ou coupé plus tôt que le débit par l'éjecteur. De cette façon, dans le dernier cas, la production de gaz est amorcée avant que l'éjecteur commence à fonctionner, de sorte qu'on évite qu'un excès d'air nuisible se produise dans la chambre 4.
D'autre part, l'éjec- teur continue à fonctionner pendant un certain temps après que le débit d'air primaire aux grilles a été coupé pour le feu lent,de sorte qu'on assure l'arrivée d'une quantité suffisante d'air secondaire pour la combustion dès gaz dans la chambre 4 tant que le feu est encore chaud. Durant les périodes de feu lent il suffit de fournir aux grilles une quantité d'air primaire telle que le feu soit simplement en- tretenu sans plus, tandis que le ventilateur pour l'entrée d'air 6 peut être arrêté complètement.
Il est aussi possible de raccorder le ventilateur pour l'entrée 6 au clapet 10 de façon que le ventilateur débite de l'air tant à l'éjecteur 6 qu'aux grilles 7. Dans ce cas, un ou plusieurs clapets peuvent être établis pour commander le débit d'air respectivement à l'éjecteur et aux grilles.
La disposition représentée sur les figs. 3 et 4 diffère de celle des figs. 1 et 2 en ce que l'étranglement 3 est formé par les parois en pente du magasin de combustible 1.
Les grilles 7 sont cintrées, par exemple en substance semi- circulaires, et constituent ensemble une grille en forme de panier ouverte au-dessus et en-dessous. De préférence, les barreaux de grille cintrés 7 sont agencés pour être réglés, par exemple en les faisant osciller autour d'axes 7a qui peu-
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vent être manoeuvrés de l'extérieur du foyer de façon que les barres de grille s'approchent ou s'écartent les unes des autres. Par cette manoeuvre, qu'on exécute à des intervalles de temps prédéterminés, le combustible est empêché d'engorger la chambre de gazéification 2, et les cendres et l'excédent de combustible peuvent être facilement éliminés. Dans cette forme d'exécution, la chambre 4 est disposée à l'intérieur de la grille en forme de panier 7,7.
Sur les figs. 5 et 6, une partie (par exemple la partie médiane) de la chambre 4 est disposée dans une poche 5b délimitée de deux côtés par les parois de la chambre de gazéification et du troisième c6té par le talus 5a du com- bustible qui est obligé de descendre sous un angle prédéter- miné grâce à l'étranglement 3 formé par les parois en pente du magasin de combustible 1. A une extrémité, la poche qui vient d'être décrite communique avec l'entrée 6 et à l'autre extrémité, avec la chambre tubulaire 4. La communication avec la chambre de gazéification 2 est assurée par l'intervalle libre 5 délimitée par la surface 5a. Dans ce cas, seule la grille 7 doit être prévue.
Sur les figs. 7 et 8, l'étranglement 3 est conformé en substance de la même manière que sur les figs. 3, et 4. Le combustible descend et laisse non remplie une chambre ou poche annulaire 5c à la partie supérieure de la chambre de gazéifica- tion 2. La chambre 5c. communique avec la chambre 4, comme le montre la fig. 8. L'entrée d'air 6 est disposée près de l'ex- trémité intérieure de la chambre 4.
Dans la forme d'exécution représentée sur les figs. 9 et 10 le combustible descend par les passages étranglés 3 et repose sur la grille 7 qui,en l'occurrence, est agencée pour tourner sous l'action d'un arbre rotatif 13. Pendant le fonc- tionnement, on fait tourner la grille, tandis que l'excédent -
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de combustible peut être éliminé continuellement à l'aide d'un racloir. La partie médiane de la chambre 4 est consti- tuée par un espace délimité par une paroi supérieure et le talus du combustible accumulé en face de l'ouverture 5.
Sur la fig. 11 la grille peut tourner sous l'action d'une vis sans fin 13a. Dans cette forme d'exécution l'entrée d'air 6 et une partie de la chambre 4 sont verticales et les étranglements 3 sont disposés entre cette chambre et les parois verticales du magasin de combustible 1. L'arbre tournant de la grille est creux et sert d'entrée d'air.
L'entrée 6 et la chambre 4 peuvent être disposées obliquement de toute autre manière.
Dans toutes les formes d'exécution, les passages étranglés 3 doivent être dimensionnés de manière à empêcher que le combustible soit bloqué.
Au premier chef le dispositif décrit est destiné à être employé comme équipement additionnel pour chaudières, notamment pour foyers de chauffage central ou analogues, et dans ce cas la chambre 4 est raccordée à la botte à feu ou chambre de combustion de la chaudière ou du foyer, de préfé- rence de manière analogue à un brûleur à huile. Lorsqu'on veut employer le dispositif pour des chaudières existantes, il suffit d'apporter une légère modification à la devanture de la chaudière. Le dispositif conforme à l'invention peut être employé pour tout combustible solide, notamment pour tout combustible à haute teneur en gaz, et il s'adapte à tous désidérata thermique.
Etant donné que de nombreux changements peuvent être apportés à la construction ci-dessus et qu'on pourrait exé- cuter l'invention sous des formes très différentes en apparen- ce sans sortir du cadre de l'invention, il est clair que tout ce qui a été décrit ci-dessus ou représenté sur les dessins -
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annexés doit être interprété comme des exemples d'exécution ne limitant en aucune manière la portée de l'invention. Il n'est pas nécessaire d'envoyer de l'air sous pression à l'entrée d'air 6, l'air pouvant aussi être aspiréà tra- vers cette entrée et à travers les grilles à l'aide d'un aspirateur monté dans la cheminée du dispositif. L'air circulant à travers l'entrée d'air peut être divisé en plusieurs petits jets disposés par exemple en couronne.
REVENDICATIONS ---------------------------
1.- Dispositif de combustion à magasin pour com- bustible solide,caractérisé en ce qu'une chambre de gazéifi- cation -- destinée à produire du gaz de gazogène et comportant une grille pour l'admission d'air -- est combinée à une chambre de mélange et d'allumage (ou à plusieurs de ces cham- bres) qui comporte une ou plusieurs ouvertures donnant sur la chambre de gazéification et qui est disposée partiellement ou entièrement entre le magasin de combustible et la chambre de gazéification, ou dans un intervalle dont un coté est délimité par une surface de combustible descendant contenu dans la chambre de gazéification,
cette chambre de mélange et d'allumage étant pourvue d'un ou plusieurs injecteurs ou entrées d'air pour débiter de l'air suivant la longueur de la chambre de mélange et d'allumage de façon que la combustion finale se produise dans une botte à feu ou chambre de com- bustion analogue disposée derrière la chambre de mélange ,et d'allumage.
2.- Dispositif de combustion suivant la revendica- tion 1, caractérisé en ce qu'un étranglement ou élément analogue est prévu entre le magasin de combustible et la chambre de gazéification pour former la dite surface de combustible descendant.
**ATTENTION** fin du champ DESC peut contenir debut de CLMS **.