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Perfectionnements aux foyers mécaniques.
Cette invention se rapporte aux foyers mécaniques et particulièrement aux foyers avec projection du combustible, l'un des buts étant de fournir un dispositif perfectionné pour enlever les cendres des grilles des foyers à projection. Un au- tre but est de permettre la combustion d'un pourcentage élevé du carbone contenu dans la cendre.
La présente invention concerne un foyer à projection comportant un transporteur de cendres qui comprend un dispositif susceptible, en se déplaçant au-dessus de la grille du foyer, de recueillir la cendre en-dessous du lit de combustible sur la grille et de la décharger de la grille à l'une des extrémi- tés de celle-ci.
L'invention concerne aussi le procédé pour brûler le combustible solide qui consiste à projeter du combustible sur une grille, à retirer la cendre de dessous la couche de combus-
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tible sur la grille à l'une des extrémités de celle-ci, à envoyer de l'air séparément à cette extrémité de la grille en vue de brûler sur cette dernière la matière combustible restant dans la cendre et à décharger subséquemment la cendre de l'ex- trémité de la grille.
L'invention va maintenant être décrite à titre d'exem- ple avec référence au dessin annexé partiellement schématique, montrant en coupe longitudinale une chambre de combustion de chaudière pourvue d'un foyer mécanique.
Dans cet exemple,la chambre de combustion 1 est pourvue à son sommet d'une sortie des gaz en travers de laquelle s'étend un faisceau de tubes 2, et de parois arrière, latérales et avant 3, 4 et 5 respectivement. A la paroi avant 5 est adapté un mécanisme projecteur 6, de n'importe quel type de construc- tion convenable, susceptible de débiter le combustible par une ouverture 7 sur une grille 8. A l'avant de la chambre de combus- tion se trouve une voûte 9, en-dessous de laquelle est ménagée une fosse à cendres 10, fermée par une ou plusieurs portes appropriées pour l'enlèvement des cendres.
Des dispositions sont prises pour amener l'air de combustion dans l'espace 11 en-dessous de la grille 8, et en- dessous d'une partie antérieure de la grille, sous la voûte 9, se trouve un compartiment 12 auquel l'admission de l'air est réglé séparément et se fait de préférence à une pression plus élevée que l'admission de l'air dans l'espace 11. Un ventila- teur séparé peut être employé.pour fournir l'air à une pres- sion plus élevée. Les barreaux de la grille 8 sont générale- ment fixes les uns par rapport aux autres, mais, si on le désire, des dispositifs appropriés peuvent être prévus pour leur communiquer des mouvements oscillatoires relatifs, dans le but de maintenir dégagés les passages d'air entre les bar- reaux.
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Un élément dragueur transversal 13, aménagé de manière à exécuter un mouvement de va et vient sur la grille 8 est établi sous une forme convenable pour exercer une action sépara- trice sur la couche de combustible en la fendant lorsqu'il se déplace de l'avant à l'arrière de la grille et une action de dragage sur les cendres au fond de la oouche lorsqu'il se dé- place de l'arrière à l'avant de la grille. De préférence l'élément dragueur présente une section transversale triangu- laire, la face arrière ou face supérieure principale 14 étant inclinée d'un angle de faible amplitude sur la base, tandis que la face avant ou face inférieure secondaire 15 est inclinée d'un angle d'amplitude beaucoup plus grande mais néanmoins aigu sur la base.
L'élément dragueur 13 est fixé en son milieu à une chaîne sans fin 16 disposée de manière à se déplacer dans une rainure formée dans la grille 8 à la partie supérieure de celle-ci. La chaîne est constituée de maillons ayant leurs bords supérieurs à fleur de la surface supérieure de la grille et établis de manière à occuper entièrement la rainure, afin de rendre continue la surface supérieure de la grille sur toute l'étendue de celle-ci et fermer en substance la rainure hermé- tiquement pour empêcher les infiltrations de cendres.
La chaîne 16 passe autour d'une roue à chaîne 17 à l'arrière de la grille et d'une autre roue à chaîne 18 à l'avant de celle-ci, et la roue 18 est associée à un dispositif de com- mande approprié tel qu'un moteur électrique réversible agissant par l'intermédiaire d'un engrenage réducteur et d'une transmis- sion à chaîne 19. Les roues à chaîne sont disposées à l'ex- térieur du foyer et sont enfermées dans des carters étanches aux gaz, tandis que la paroi arrière 3 du foyer et la paroi 20 en-dessous de la voûte 9 sont pourvues de conduits appropriés pour le passage de la chaîne.
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Si l'élément dragueur 13 dépasse une longueur moyenne, on peut le fixer à deux ou plusieurs chaînes conve- nablement écartées l'une de l'autre et associées à des roues à chaîne montées sur un arbre moteur commun. Des rails ou glissières 21 destinés à supporter l'élément dragueur 13 sont disposés longitudinalement au-dessus de la fosse à cendres 10 et convenablement espacés dans le sens transversal, et un écran approprié est aménagé pour protéger la chaîne 16 contre les cendres déchargées de l'extrémité de la grille 8. Normale- ment, l'élément dragueur est fixe et repose sur des rails 21 et il est protégé dans une grande mesure contre la chaleur du foyer par la voûte 9.
En service, le mécanisme projecteur 6 lance le com- bustible dans la chambre de combustion 1 et les particules de combustible tombent sur la grille 8, mais la partie de celle-ci qui se trouve au-dessus du compartiment 12 sous la voûte 9 ne reçoit pour ainsi dire pas de combustible et l'admission d'air comburant à ce compartiment est coupée. Toutefois de l'air est envoyé dans l'espace 11 et le combustible débité par le méca- nisme projecteur brûle partiellement en suspension et partiel- lement sur la grille 8, les cendres provenant du combustible brûlé sur la grille formant une couche de cendres entre le com- bustible et la surface de la grille.
Lorsque la grille 8 doit être débarrassée des cendres, on met en marche le dispositif de commande pour déplacer l'élément dragueur 13 vers l'arrière, jusqu'à ce qu'il atteigne l'extrémité postérieure de la grille, après quoi on arrête le dispositif de commande. En raison de la faible amplitude de l'angle aigu entre la base et la face supérieure arrière 14 de l'élément dragueur, ce dernier pendant sa course vers l'ar- rière, se fraie un passage à travers les cendres sur la grille quasiment sans les déplacer vers l'arrière.
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Immédiatement après que l'élément dragueur 13 a été arrêté à l'extrémité postérieure de la grille, le dispositif de commande est remis en marche en sens inverse, de telle sorte que l'élément dragueur se déplace vers l'avant et chasse de- vant lui, sur la grille, la cendre située en-dessous du char- bon en ignition. Le mouvement d'avancement se poursuit jusqu'à ce que l'élément dragueur ait repoussé la cendre refoulée sur la partie de la grille située au-dessus du compartiment 12,après quoi on arrête le mouvement d'avancement de l'élément dragueur et on admet l'air comburant dans ce compartiment, ce qui a pour effet de brûler rapidement la totalité du charbon restant dans la cendre.
Lorsque la combustion du charbon restant dans la cendre est terminée, on interrompt l'arrivée de l'air dans le comparti- ment 12 et le mouvement d'avancement de l'élément dragueur est rétabli, de telle sorte que les cendres sont repoussées en avant et tombent dans la fosse à cendres 10. Lorsque l'élément dragueur atteint sa position normale en-dessous de la voûte 9, on arrête le dispositif de commande. Le cycle des opérations décrit est répété chaque fois que la quantité de cendres sur la grille nécessite un décrassage de celle-ci.
Lorsqu'il est fait usage d'un moteur électrique pour actionner l'élément dragueur, le moteur peut être pourvu d'un mécanisme régulateur susceptible de renverser automatiquement la marche du moteur lorsque l'élément dragueur atteint l'extré- mité de sa course arrière et d'arrêter le moteur lorsque cet élément, en exécutant sa course en avant, atteint une position sur ou près de la partie de la grille qui se trouve au-dessus du compartiment 12 et est de nouveau arrivé dans sa position norma- le sous la voûte 9. Un dispositif tel qu'un indicateur de forme semblable à l'élément dragueur et établi de façon à se déplacer sur une reproduction de la grille, peut aussi être employé pour
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montrer la position occupée par l'élément dragueur par rapport à la grille.
Lorsque la grille présente une largeur notable, elle peut être sectionnée dans le sens de sa largeur, chaque section étant pourvue d'un élément dragueur distinct. Ces éléments dragueurs peuvent être actionnés simultanément ou séparément.
Par exemple, chaque section de la grille peut être alimentée d'air séparément et peut être pourvue d'un mécanisme projecteur individuel et d'un élément dragueur individuel et susceptible d'être actionné séparément.
Dans le foyer mécanique à projection décrit ci-dessus, il est fait usage d'une grille de construction simple et le dispositif d'évacuation des cendres est également d'un type simple mais efficace et peut être actionné sans interrompre l'arrivée du combustible sur la grille ni la combustion de combustible sur celle-ci. L'entretien du dispositif d'évacuation des cendres est très facile, puisqu'il ne fonctionne que par intermittence et pendant de courts intervalles de temps de telle sorte que l'usure des organes est réduit au minimum, et que d'autre part ses organes mobiles peuvent être facilement remplacés.
Comme l'élément dragueur extrait les cendres de des- sous la couche de combustible en ignition, la surface de la grille et la partie de la chaîne qui se trouve à l'intérieur de la rainure dans la grille reste, après une opération d'extraction des cendres, couverte et protégée contre le rayonnement à l'in- térieur de la chambre de combustion. Le foyer mécanique offre aussi l'avantage que les cendres sont déchargées à l'avant de la grille, en sorte qu'il n'est pas nécessaire de ménager à l'arrière de la grille un espace pour une trémie à cendres. En outre, la disposition sous une voûte d'une partie de la grille pourvue d'un compartiment d'air séparé permet de brûler pour ainsi dire la totalité du charbon contenu dans les cendres.
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Il serait évidemment possible de s'arranger pour qu'un élément dragueur soit déplacé de l'arrière vers l'avant de la grille par une chaîne sans fin actionnée dans une direc- tion unique, mais il serait alors nécessaire de ménager des ou- vertures à l'arrière et à l'avant du foyer pour le passage de l'élément dragueur à son entrée et sa sortie du foyer, de même que d'établir des dispositifs de fermeture hermétique pour per- mettre le passage de l'élément dragueur à travers les orifices-, mais d'obturer normalement ceux-ci.