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Système de chauffage et séchoir".
La présente demande a pour objet de préciser certaines carac- téristiques des dispositifs qui font l'objet du brevet principal.
Le but de l'invention est de résoudre le problème exposé ci- après :
Jusqu'à présent, la production de fluides gazeux chauds et particulièrement d'air chaud pour séchoirs, est obtenue principa- lement par les deux méthodes suivantes :
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1 Les gaz chauds d'un foyer sont envoyés dans des conduites métalliques et par conduction, chauffent le fluide gazeux circulant à l'extérieur des conduites.
2 Les gaz chauds d'un foyer chauffent d'abord une chaudière et la vapeur produite est envoyée dans des conduites métalliques qui chauffent ensuite le fluide gazeux circulant à l'extérieur des con- duites.
Ces deux procédés permettent d'atteindre le but visé, mais ont l'inconvénient d'exiger un matériel coûteux, notamment par l'em- ploi de nombreuses conduites métalliques, et aussi de présenter un rendement calorifique de l'ordre de 50% seulement. Il faut entendre par rendement calorifique la valeur du rapport de la chaleur commu- niquée à une quantité donnée de fluide à chauffer au produit du pou- voir calorifique du combustible par la quantité de combustible brû- lé à cette fin.
Ce rendement est seulement de l'ordre de 50% perce que les fumées qui s'échappent par la cheminée emportent une grande partie de la chaleur du combustible et qu'il y a des pertes dans le foyer, le cendrier et les appareils d'échange thermique.
Un autre moyen est cependant utilisé pour éviter ces pertes, et il consiste à mélanger la flamme même d'un combustible au fluide gazeux à chauffer, évitant ainsi radicalement toute perte de chaleur puisqu'il n'y a plus ni cheminée, ni conduites, et supprimant du mê- me coup la grosse dépense que constituent ces conduites.
Cependant, si ce système est employé pour des combustibles liquides ou gazeux, il l'est beaucoup moins pour des combustibles solides comme le charbon eu le bois, dès qu'il faut exiger l'absence de fumées, poussières ou imbrûlés dans le fluide gazeux chauffé, comme par exemple dans le séchage des produits alimentaires.
Or ces combustibles solides sont précisément les moins coû- teux et l'économie résultant de l'absence de pertes de chaleur ne
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serait pas compensée, comme c'est le cas pour les combustibles liquides ou gazeux,par un coût plus élevé-du combustible lui-même et la simplification aurait ainsi son plein effet.
L'invention qui va être décrite a précisément pour but de donner une solution simple, pout coûteuse et parfaite à ce problè- me.
Si l'on voulait employer un foyer ordinaire pour produire la flamme à mélanger au fluide gazeux à chauffer, il y aurait inévita- blement, au moins à certains moments, des fumées et imbrûlés et mê- me des entraînements de poussières.
On est ainsi amené à transformer le combustible solide en gaz dans un gazogène et à brûler ce gaz dans le fluide gazeux à chauf- fer.
Seulement les gazogènes habituels : 1 )ne sont pas parfaitement économiques, car le gaz est refroidi pour être épuré et débarrassé de ses poussières et a perdu de ce fait 20 à 30% de la chaleur du combustible.
2 )ne sont pas simples. Ils exigent en effet presque toujours : a) Un système avec moteur pour l'aspiration du gaz produit. b) Un épurateur de ce gaz, pour éliminer les imbrûlés et les poussières. c) Un dispositif d'étanchéité pour l'introduction du combus- tible, comme par exemple une trémie à double fermeture.
3 ) Ils comportent un danger d'empoisonnement par CO en cas d'ex- tinction de la flamme et un danger de rallumages explosifs.
L'objet de l'invention est précisément de réaliser un système de chauffage d'une simplicité remarquable, d'un coût minime, d'un fonctionnement parfait et d'un rendement élevé.
Le dessin annexé représente, à titre d'exemple non limitatif, une réalisation de l'invention,différente de celle qui est représen- tée dans le brevet principal.
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L'appareil peut être considéré comme un gazogène à combustible solide associé à une chambre de combustion du gaz formé, située im- médiatement dans le prolongementdu foyer du gazogène et une cour- te chambre où les gaz brûlés se mélangent à une partie du fluide gazeux à chauffer, pour s'échapper finalement dans l'enceinte con- tenant ce fluide gazeux.
On y trouve : la sortie des cendres 1 ; le cendrier 2 ; les ouvertures d'entrée d'air au foyer 3, le foyer 4 pour combustibles solides, un revêtement réfractaire 5, un réservoir à combustible 6, une ouverture de chargement de combustible 8, une cheminée d'al- lumage 9. L'ouverture 7 de la cheminée 9 permet le chargement du combustible par l'entrée 8. Deux ouvertures d'amenée d'air 10 et 11 sont prévues dans la chambre 12 : la première est disposée de ma- nière à diriger de l'air directement sur le combustible en C. Son rôle sera donné plus en détails ci-après. La seconde ouverture permet d'amener l'air destiné à brûler le gaz produit dans le ga- zogène. La combustion de ce gaz se produit dans la chambre 12. Les gaz de combustion entrent ensuite dans une chambre de mélange 15 percée d'un grand nombre de trous.
Ceux de la partie inférieure, désignés par 13, servent à l'introduction,par tirage naturel des gaz chauds, du fluide extérieur qui se mélange avec les gaz de com- bustion et ressort avec eux par les trous 14 de la partie supérieu- re. De ce fait, les parois de la chambre 15 seront portées à une température réduite, de même que le mélange sortant par les trous 14 ; cela évitera des dangers d'incendie et la détérioration des tôles de la chambre 15 par une température trop élevée.
Les gaz sortant par les trous 14 se mélangent ensuite au flui- de gazeux environnant l'enceinte D et le chauffent.
Grâce aux très larges sections prévues depuis les entrées d'air 3 jusqu'aux sorties des gaz 14, les pertes de charge sont faibles. Pour diminuer encore le volume d'air qui doit traverser
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le combustible et partant les pertes de charge, on a imaginé de brû- ler directement une partie du combustible en C par l'air envoyé dans la chambre de combustion 12 ou brûleur, directement sur la surface exposée C du combustible. Cet air est principalement celui qui en- tre par l'ouverture 10. Les cendres formées par cette combustion ne tardent pas à descendre vers B et A au fur et à mesure que la com- bustion se fait en avec production du gaz combustible. La zone A est donc une zone de combustion tandis que la zone B est une zone de réduction du gaz venant de A.
Par suite de la descente des cendres, les surfaces C sont tou- jours renouvelées par le combustible frais qui vient du réservoir
Grâce aux dispositions prévues, le tirage naturel de la colonne d'air chaud de 3 à 14 suffit pour assurer la circulation des gaz dans tout l'appareil.
D'où la simplification annoncée : suppression possible du tira- ge artificiel.
Afin d'augmenter la surface de combustion directe C, il est pos- sible de ménager un espace tout autour du combustible par exemple et d'y prévoir d'autres entrées d'air. Ainsi la proportion du combusti- ble brûlé directement en serait augmentée et pour le même tirage, un fonctionnement plus intense obtenu.
Pour que l'air entre à faible vitesse dans le brûleur, les ou- vertures doivent être larges et le débit d'air doit être réglé par un étranglement à une certaine distance des ouvertures, de sorte qu'il n'y ait pas de jet d'air soulevant la poussière du combustible.
Grâce à cette faible vitesse des gaz dans la chambre à large section 12 et à la large section du foyer, il n'y a pas de poussières entraînées. Donc il ne faut ni filtres, ni épurateurs, ni refroidis- sement des gaz avec perte de chaleur. On réalise ainsi une nouvelle économie et une autre simplification.
L'introduction de l'air de combustion dans la chambre 13 tout près de l'endroit où les gaz quittent le combustible incandescent,
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assure un allumage spontané et continu. D'où impossibilité d'extinc- tions, d'empoisonnement par CO ou de rallumages explosifs. On aug- mente ainsi la sécurité et l'on améliore le fonctionnement. La hau- teur d'élévation de la sortie des gaz en 14 sera environ celle de l'orifice de chargement 8, voire même un peu inférieure, et ceci de façon que le tirage des gaz de combustion depuis le foyer jusqu'à l'endroit de sortie 14 soit légèrement supérieur au tirage des gaz depuis le foyer jusqu'à la sortie 8 du réservoir à combustible.Cela peut être obtenu même si le point 14 est plus bas que le poids 8, car les gaz de combustion sont beaucoup plus chauds que l'air du ré- servoir à combustible.
Ceci aura pour effet que, lorsque l'on ouvre en 8 pour charger le combustible, il n'y a, à cet endroit, qu'une légère aspiration d'air, ce qui est sans inconvénient. Si 14 était nettement plus haut que 8, il y aurait une aspiration violente avec comme conséquences possibles : une combustion intense en C, d'où une augmentation de la température du fluide gazeux en D, un entrai- nement de cendres, éventuellement d'imbrûlés provenant d'un excès d'air refroidissant les flammes. Si au contraire 14 était situé trop bas, le tirage en 8 serait le plus fort, et au moment de charger,les gaz du foyer entreraient dans le réservoir et sortiraient par 8. La chaleur serait fortement diminuée dans l'enceinte D et il pourrait même y avoir aspiration par la chambre 15 du fluide gazeux à chauf- fer.
La position relative des ouvertures 8 et 14 donne un équilibre gazeux qui permet de supprimer les entrées de chargement à double fermeture, ce qui entraîne une nouvelle simplification, Mais ceci encore n'a été possible que grâce au très faible tirage nécessaire au fonctionnement de l'appareil, ce qui a permis de placer la sor- tie des gaz brûlés suffisamment bas.
Au moment de l'allumage du système de chauffage, la production de fumée est inévitable. Il est prévu deux systèmes pour dériver cette fumée.
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1 On ouvre la porte de chargement 8 ; en même temps, il est préférable de fermer la communication entre le foyer et la chambre de combustion 12 en glissant une tôle dans la fente désignée par 16 au dessin. Les fumées d'échappent alors par 8 dans la cheminée 9. L'ou- verture 7 peut même être fermée, pour que le tirage de la cheminée 9 s'ajoute et accélère la mise en marche normale, qui est obtenue dès que la zone B est incandescente. A ce moment, on retire la tôle glis- sée dans la fente 16 et on ferme en 8. Les gaz passent alors dans le brûleur 12 et la marche normale est obtenue instantanément.
2 Une cheminée spéciale non prévue dans l'appareil représenté sur le dessin, peut être placée entre le foyer et la sortie des gaz brûlés, en F par exemple et la vanne de fermeture du brûleur serait alors reculée au- delà de F. Cette cheminée servirait à l'échappement des fumées lors de l'allumage, avec fermeture de la vanne du brûleur, comme décrit dans le 1 .
Grâce à, ces dispositifs, aucune fumée ne se mélange au moment de l'allumage au fluide gazeux à chauffer. On arrive ainsi à un des résultats cherchés.
En cours de fonctionnement, il est loisible de prélever du gaz combustible à un endroit approprié en vue d'un autre usage, par exem- ple pour actionner un moteur à gaz.
L'intensité de marche de l'appareil est réglée par les ouvertu- res 3, 10 et 11 et il est possible de prévoir un dispositif liant sui- vant une certaine loi, les débits de ces ouvertures.