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Foyer sans grille fonctionnant à l'air comprimé.
Les foyers sans grille, à adduction intermittente d'air comprimé, chauffés avec des combustibles en petits morceaux ou à grains fins, présentent des inconvénients sur des points impor- tants. D'une part, des cendres se forment au fond du foyer et s'accumulent aux endroits où, à cause de la température trop, faible, elles ne fondent pas en vue de former du mâchefer, ce qui constitue pourtant une condition pour un fonctionnement économi- que et rationnel. D'autre part, le fonctionnement intermittent fait naître des difficultés qui peuvent se traduire par des fui- tes de gaz, des intoxications par les gaz, et des explosions.
Dans les foyers de ce genre, le feu reçoit en général de l'air primaire dirigé de haut en bas et amené sous pression par des canaux débouchant dans les parois latérales du foyer.
En particulier, lorsqu'on chauffe avec un combustible pauvre en gaz et contenant du poussier, on constate que l'arrivée @
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de l'air au fond du foyer, où les fines particules du combustible s'accumulent de préférence,, est insuffisante pour élever la température de la combustion de façon que les cendres entrent en fusion et forment du mâchefer. Le combustible à grains fins mélangé avec du poussier oppose au passage de l'air une grande résistance. Etant donné que l'air primaire introduit par les parois latérales obéit à la loi de la moindre résistance, il se fraie de préférence un passage à travers les parties de la couche de combustible où l'épaisseur est la plus faible.
De plus, dans les foyers comportant un fond re- froidi par l'eau, la transmission de la chaleur du feu à l'eau de refroidissement contribue à réduire la température au niveau du fond du foyer..
Il est connu en soi d'introduire de l'air comprimé par le fond du foyer. Mais les dispositifs connus de ce genre ne fonctionnent pratiquement pas d'une manière satisfaisante, d'une part parce que les tuyères d'injection ne sont généralement pas suffisamment refroidie par l'eau et qu'elles sont donc facile- ment endommagées par la chaleur, d'autre part parce que la sec- tion de sortie de la tuyère n'est pas réglable et parce que les dispositifs connus de ce genre pénètrent loin à l'intérieur du foyer au-dessus du fond, de sorte qu'ils gênent le décrassage et sont du reste fortement exposés à la carbonisation.
Le but de la présente invention est d'éviter ces in- convénients. Suivant l'invention, une ou plusieurs tuyères à air comprimé et à section de passage réglable, orientées de bas en haut, traversent en certains points le fond du foyer refroidi par l'eau, sans présenter des parties non refroidies formant une saillie appréciable au-dessus du fond. Par cette ou ces tuyères l'air est introduit dans le combustible superposé, sans risque d'obstruction, à travers les cendres, le mâchefer ou le combus- tible. Les tuyères sont efficacement refroidies par le fond à @
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chemise d'eau du foyer et peuvent donc résister aux températu- res qui se présentent.
Grâce à la faculté de réglage, on peut introduire à tout instant la quantité d'air désirée aux endroits envisagés du fond du foyer.
Suivant les dimensions et la forme du foyer, on peut employer un nombre plus ou moins important de ces tuyères, et celles-ci sont de préférence reliées par une botte de distribu- tion de l'air à une soufflerie, qui fournit aux tuyères de l'air comprimé. De préférence, les tuyères du fond sont employées dans des foyers qui présentent d'autre partun ou plusieurs canaux orientés vers le bas pour l'introduction de l'air par un ou deux côtés latéraux du foyer. La soufflerie peut assurer à la fois l'adduction de l'air soufflé de bas en haut et de l'air soufflé de haut en bas. Mais, pour cette dernière application, on peut également prévoir uae soufflerie spéciale.
Une tuyère ou plusieurs des tuyères de fond peuvent recevoir de l'air comprimé même pendant les périodes de repos, cet air étant alors fourni par une petite soufflerie spéciale ou par d'autres moyens. Il en résulte l'avantage qu'une petite partie du foyer fonctionne en permanence. A ce point de vue, l'action des tuyères de fond peut être comparée à celle des veilleuses d'allumage ou flammes permanentes dont le but est d'empêcher le réduction à une valeur critique, de la circulation des fumées dans les carneaux et dans la cheminée, et d'allumer les gaz qui se dégagent pendant les périodes de repos et à la mise en marche. On évite les gaz combustibles plus ou moins stagnants, et le gaz de gazogène qui se forme au moment de la mise en marche est immédiatement allumé et ne peut entraîner des explosions.
D'autre part, les tuyères sont de préférence placées à proximité du niveau le plus bas du fond de foyer, et leurs orifices de sortie sont situés pratiquement dans le même plan que la surface du fond environnant, afin que ces tuyères
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ne puissent empêcher par des saillies appréciables l'évacuation par grattage des cendres et d'autres résidus du combustible.
La tuyère est de préférence constituée par un tube dans lequel est monté un mandrin ou organe directeur avec une tête, de façon que l'air puisse sortir par la fente annulaire ménagée entre l'orifice du tube et la tête. La largeur de cette fente peut être réglée par déplacemeht axial du mandrin directeur avec la tête. On peut également régler la largeur de cette fente par rodage de la tête. Celle-ci ne doit pas former une saillie appréciable au-dessus de la surface du fond de foyer environnant.
Le dessin annexé à titre d'exemple représente un mode de réalisation de l'invention.
La fig.l est une vue en coupe transversale de la partie inférieure du foyer.
La fig.2 est une vue en plan de dessus d'une partie du fond de foyer.
Les figs.3 et 4 sont des vues en coupe verticale à plus grande échelle de deux modes de réalisation de la tuyère de fond.
Le foyer est de préférence constitué par une chambre 2 cylindrique ou partiellement cylindrique entourée d'une chemise à circulation d'eau 1, sans aucune grille et dans laquelle le combustible est introduit par une trémie ou une soute similaire appropriée, non représentée, et prévue dans la partie supérieure de la chambre. Le combustible tombe à travers la chambre sensi- blement cylindrique 2 sur le fond 3 du foyer. L'air primaire comprimé peut être éventuellement introduit par un ou plusieurs canaux 4, orientés de façon que cet air soit dirigé de haut en bas dans le combustible qui se trouve placé devant les canaux.
Par le fait que les orifices des canaux 4 sont orientés vers le bas, il se produit à une certaine distance des orifices des canaux un talus d'éboulement du combustible. Le dessus des canaux,
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refroidi par l'eau, peut constituer une rampe de glissement du combustible, et les canaux peuvent être divisés en plusieurs ca- naux spéciaux répartis dans le sens longitudinal du foyer. Mais l'invention n'est pas limitée à cet agencement et elle peut même être appliquée sans les canaux 4. Une botte à air 5 peut assurer la distribution de l'air comprimé aux différents canaux.
Le fond 3 du foyer, qui est refroidi par l'eau, est traversé par un certain nombre de tuyères réglables 6 pour l'in- troduction de l'air dirigé de bas en haut. Ces tuyères sont de préférence réparties en rangées longitudinales à proximité de la partie la plus basse du fond. La fig.l indique trois de ces ran- gées. Les tuyères sont reliées à une boite 5 qui assure la dis- tribution de l'air et qui est alimentée en air comprimé par le fait, par exemple, qu'elle est reliée à la botte à air des ca- naux 4, ou par d'autres moyens. L'agencement peut être tel que l'air comprimé soit introduit dans les tuyères 6 indépendamment de l'adduction de l'air comprimé aux canaux 4. L'adduction de l'air comprimé à une ou à quelques tuyères 6 peut avoir lieu pendant les périodes de repos, par exemple, pendant lesquelles les canaux 4 ne reçoivent aucun air comprimé.
Mais les tuyères peuvent également recevoir de l'air comprimé en même temps que les canaux 4.
Les tuyères 6 sont de préférence prévues dans la partie du fond 3 qui est limitée par des plans verticaux 8 des parois des canaux 4. Eventuellement, certaines tuyères ou certains groupes de tuyères 6 peuvent être arrêtés ou réglés séparément, ce qui permet de faire varier l'adduction de l'air dans les différentes parties du foyer.
La fig.3 montre un mode de réalisation d'une tuyère D'après ce mode de réalisation, la tuyère est constituée par un tube 9 qui traverse la chemise à circulation d'eau 1 et dont
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l'extrémité inférieure est reliée d'une manière appropriée à la boite à air 5. A l'intérieur du tube est monté un mandrin ou une tige 10 qui présente en haut une tête 11 de forme conique, par exemple, mais dont l'extrémité inférieure est vissée dans un écrou lla prenant appui sur un étrier fixe 13. Entre la tête 11 et l'orifice du tube 9 est ménagée une fente annulaire 12, dont la largeur peut être réglée par le fait que le mandrin 10 est vissé ou dévissé dans l'écrou lla pour être élevé ou abaissé.
Bien entendu,l'étrier 13 est constitué de fa.çon qu'il ne gêne pas l'entrée de l'air dans le tube. Le mandrin peut être muni de nervures de guidage 14 qui viennent en contact avec la paroi intérieure du tube.
La fig.4 montre un autre mode de réalisation. Le tube 9 contient une tête de soupape 15 munie d'ailettes de guidage 14.
La position verticale de cette tête de soupape est assurée par le fait que les ailettes 14 s'appuient par leur partie inférieure sur un épaulement 16 qui permet le libre passage de l'air. Par contre, cette tête de soupape 15 peut tourner avec ses ailettes 14, et elle peut même être retirée du tube 9. Le réglage néces- saire de la largeur de la fente annulaire 12 est effectué par rodage de la surface conique 15a de la tête de soupape 15, ou par rodage du bord correspondant du tube.
Le réglage de la fente 12 peut éventuellement avoir lieu de l'extérieur du foyer à l'aide d'un dispositif de comman- de approprié. Suivant qu'on le désire, le réglage peut s'étendre à la fois à toutes les tuyères ou seulement à quelques-unes, in- dépendamment des autres, ce qui permet d'introduire exactement l'air nécessaire dans les différentes parties du foyer.
Le tube 9 et la tête 11 ne font qu'une saillie négli- geable (ou nulle) par rapport à la surface environnante du fond 3. Le cordon de soudure 15b qu'on prévoit éventuellement pour la fixation du tube 9, peut être exécuté de façon que l'on obtienne un raccordement régulier entre la surface du fond 3 et @ --
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le bord du tube 9. Cet agencement facilite le travail de grat- tage et d'évacuation.
Les particules qui tombent éventuellement à travers la fente annulaire 12 à l'intérieur du tube 9 entre la tête 11 ou 15, ne peuvent obstruer la tuyère parce que la section de passage augmente de haut en bas à cause de la forme conique de la tête.
Ces particules traversent donc la tuyère pour tomber dans la botte à air 5 qui est équipée d'une porte de nettoyage. A l'aide d'un dispositif de raclage guidé au-dessus de l'orifice de sortie de la tuyère, il est éventuellement possible d'enlever facilement et efficacement le mâchefer déposé sur cet orifice.
L'invention n'est pas limitée au mode de réalisation décrit et représenté et, sans s'écarter du principe, on pourra imaginer d'autres variantes et modifications. Le foyer peut éga- lement être appliqué aux chaudières ou aux fours de chauffage préalable. Les tuyères 6 peuvent être réglées pour faire varier l'orientation ou la vitesse de l'air.