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Echauffeur de gaz comportant un foyer à poussier de charbon et une évacuation de cendres liquides.
L'invention a pour objet un échauffeur de gaz compor- tant un foyer à poussier de charbon et une évacuation de cendres liquides.
Dans ces échauffeurs de gaz, servant par exemple à échauffer de l'air, on rencontre certaines difficultés, d'une part, pour choisir la température de la chambre de fusion .assez élevée pour que les cendres puissent être évacuées avec certitude à l'état liquide, et, d'autre part, pour évacuer avec certitude la chaleur transmise par rayonnement aux tubes sans qu'il en résulte des températures trop élevées pour les parois tubulaires.
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Afin que ces conditions puissent être remplies, un échauffeur de gaz suivant l'invention comporte une chambre de combustion subdivisée en un compartiment de fusion, un compartiment de mélange et un compartiment de rayonnement et, d'autre part, on prévoit des moyens qui permettent de mélanger aux gaz de combustion des fumées relativement froides, ramenées dans le compartiment de mélange. Dans un échauffeur de gaz de ce genre il est possible, malgré les températures élevées exigées par l'évacuation des cendres à l'état liquide, de contrôler avec certitude la quantité de chaleur transmise par rayonnement car, d'une part, le rayonnement des flammes doit traverser une couche de fumées plus froides et, d'autre part, le rayonnement de la flamme proprement dite vient frapper les tubes obliquement.
Afin qu'il soit également possible d'agir sur la température dans le compartiment de fusion, il est recommandé de prévoir d'autres moyens qui permettent, dans ce compartiment, de mélanger aux gaz de combustion des fumées froides, également ramenées, de sorte qu'il est possible d'établir dans cette chambre la température juste nécessaire pour la fusion des cendres.
Le dessin montre schématiquement un exemple d'exécution de l'objet de l'invention.
Sur la figure, A désigne un échauffeur d'air et B sa chambre de combustion. Celle-ci est subdivisée en un compartiment de fusion 1, un compartiment de mélange 2 et un compartiment de rayonnement 3. La paroi 4 du compartiment de fusion 1 est faite d'un matériau de revêtement hautement réfractaire, et dans la partie inférieure de ce compartiment 1 sont disposés des brûleurs 5 à poussier de charbon, recevant de l'air primaire par une tuyauterie 6 et de l'air secondaire par une tuyauterie 7.
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Les deux tuyauteries 6, 7 sont raccordées à une conduite 8. 9 désigne un orifice d'écoulement, ménagé dans le fond du compar- timent de fusion 1 pour l'évacuation des cendres liquides. A l'arrière de la paroi 4 sont prévus des tubes verticaux 10 dans lesquels circule l'air à réchauffer et dont l'extrémité infé- rieure est raccordée à un distributeur annulaire 11, par exemple, supérieure tandis que l'extrémité débouche dans un collecteur convenable 12. Dans ces tubes 10, les pertes de chaleur vers l'extérieur sont évitées par un calorifugeage 13. 14 désigne une conduite permettant de prendre dans une cheminée 15 des fumées froides et de les ramener dans le compartiment de fusion 1; un obtura- teur réglable 16 permet de régler la quantité de ces fumées froides.
La paroi 4 en matériau de revêtement hautement réfrac- taire entoure également le compartiment de mélange 2 ; partie supérieure de ce compartiment est limitée par des surfaces 17 de cette paroi 4, dirigées obliquement vers le haut. A la con- duite 14 est raccordée une conduite de,dérivation 18 permettant également d'amener dans le compartiment de mélange 2 des fumées froides, dont la quantité peut être réglée à l'aide d'un obtu- rateur réglable 19.
Tandis que la partie inférieure des tubes 10 sert au refroidissement de la chambre de combustion B, leur partie su- périeure est directement exposée à la chaleur de rayonnement du compartiment de rayonnement 3. Ce dernier est suivi d'une sur- face de chauffe 20, logée à l'intérieur d'un carneau 21 et servant également à échauffer de ltair. L'air à échauffer qui arrive par une tuyauterie 22, circule dans les tubes 10 et dans la surface de chauffe 20 en deux courants parallèles. La circu- lation dans les tubes 10 a lieu dans le même sens que celui
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des gaz de combustion et, dans la surface de chauffe 20, dans le sens opposé.
Entre le compartiment de rayonnement 3 et la surface de chauffe 20 est prévu un orifice 23, permettant de mélanger aux gaz de combustion d'autres fumées froides et ramenées, cet orifice 23 étant à cet effet relié à la conduite 14 par une conduite 24 dans laquelle est inséré un obturateur réglable 25.
Pour compléter, il y a lieu d'indiquer que 26 désigne un échangeur de chaleur, disposé dans le dernier carneau 27, et dans lequel est échauffé l'air frais nécessaire aux brûleurs 5 et arrivant par une tuyauterie 28 ; à cet échangeur de chaleur 26 est raccordée la tuyauterie 8.
La chaleur de rayonnement (voir les traits mixtes sur la figure) provenant de la flamme la produite à l'intérieur du compartiment de fusion 1, est transmise à la partie mise à nu des tubes 10 ; ceux-ci reçoivent aussi bien la. chaleur de rayonnement de la flamme éclairante que la chaleur de rayonnement des gaz que contient le compartiment de rayonnement. Par le fait que, dans le compartiment de mélange 2, le rayonnement de la flamme voit traverser une couche de fumées froides, et que la partie des tubes 10 exposée au rayonnement est frappée obliquement, la chaleur transmise par rayonnement peut être contrôlée nëme en cas de températures très élevées dans le compartiment de fusion.
Il est vrai que l'on ne peut agir que sur la quantité de chaleur transmise par le rayonnement des gaz, mais non pas sur la quantité de chaleur provenant du rayonnement de la flamme, la température nécessaire de la flamme étant conditionnée par les propriétés des cendres, ce qui est cependant parfaitement suffisant, à condition que les dimensions des surfaces de chauf- fe soient convenablement choisies.
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Grâce au fait que l'on mélange aux gaz de combustion des fumées froides ramenées, soit dans le compartiment de mélange 2, soit par l'orifice 23, on peut obtenir que les fumées, lorsqu'elles arrivent en contact avec la surface de chauffe 20 placée à la suite du compartiment de rayonnement 3, aient une température assez basse pour qu'en aucun cas du mâchefer ne puisse se produire sur cette surface de chauffe 20. De cette façon il est également possible de maintenir dans le compartiment de rayonnement 3 une température bien plus élevée que celle encore admissible sur la surface de chauffe 20, eu égard au risque de formation du mâchefer.
En réglant la quantité des fumées ramenées dans le compartiment de fusion 1, on peut maintenir la température de ce compartiment à une hauteur constante, même pour des charges partielles, ce qui permet d'éviter les difficultés qui se présentent autrement en cas de marche à charge partielle, en connexion avec l'évacuation des cendres liquides.
Grâce au fait que la quantité de chaleur, traversant la paroi 4 faite de matériaux hautement réfractaires, est absorbée par le gaz à échauffer, circulant dans les tubes 10, il est possible de choisir un calorifugeage 13 relativement mince.
Par suite du fait que, seule, la partie supérieure des tubes 10 est à nu et que, par contre, le compartiment de fusion 1 n'est pas garni intérieurement de tubes de refroidissement, la température moyenne de la flamme n'est pas trop fortement réduite dans ce compartiment par la présence de tubes de refroidissement.
Ceci est important en ce sens que la combustion est d'autant plus rapide que la température est plus élevée. En présence de températures élevées à l'intérieur de la chambre de combustion, on peut donc prévoir des charges élevées, c'est-à-dire que,
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pour une puissance calorifique donnée, les chambres de combustion deviennent d'autant plus petites que la température à l'intérieur de ces chambres est plus élevée.
Au lieu d'être opérée sur la cheminée 15, la prise des fumées peut avoir lieu en un autre endroit, par exemple entre la surface de chauffe par contact 20 et le réchauffeur 26 de l'air de combustion.
REVENDICATIONS :
1. Echauffeur de gaz comportant un foyer à poussier de charbon et une évacuation de cendres liquides, est caractérisé en ce que la chambre de combustion est subdivisée en un compartiment de fusion, un compartiment de mélange et un compartiment de rayonnement et que l'on prévoit des moyens permettant de mélanger aux gaz de combustion, dans le compartiment de mélange, des fumées relativement froides, ramenées dans ce compartiment.