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La présente invention est relative aux appa- reils destinés à la combustion de charbon et autres combus- tibles en morceaux relativement petits, par exemple d'un calibre compris entre cinq et trente mm. et notamment de combustibles gras, ces appareils étant utilisables en parti- culier pour le chauffage d'échangeurs thermiques de faible puissance tels que des chaudières de chauffage central.
On sait que l'utilisation des charbons les moins chers principalement les houilles grasses de petits calibres a toujours été limitée, notamment pour le chauffa- gedomestique, en raison des difficultés rencontrées pour réaliser une combustion régulière, complète et rationnelle.
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L'obligation d'assurer simultanément la combustion des matières volatiles et la progression régu- lière de la combustion au sein de la masse de charbon souvent agglutinée, n'est pratiquement pas réalisable actuellement dans les appareils de chauffage-les plus répandus prévus pour l'emploi des charbons maigres, anthra- cite ou coke; d'autre part les brûleurs utilisés dans l'in- dustrie pour l'emploi des charbons gras ne peuvent convenir facilement pour les appareils de faible puissance en raison de l'encombrement des installations.
L'invention a pour objet un appareil perfec- tionné de construction simple, peu encombrant, d'un entre- tien et d'une marche très faciles, permettant la combustion des charbons de petits calibres et principalement des char- bons gras ou flambante et utilisable en particulier pour le chauffage des échangeurs thermiques de faible puissance, et notamment des chaudières de chauffage central.
L'appareil suivant l'invention est caractérisé en ce qu'il comporte,' en combinaison avec un foyer qui comprend une chambre de précombustion avec orifice d'entrée du combustible destinée à distiller et cokéfier au moins en partie le combustible gras et, à la suite de cette cham- bre, une zone pourvue d'orifices d'entrée d'air de combus- tion pour achever de brûler le combustible ainsi cokéfié, un dispositif d'alimentation en combustible, formé d'une trémie contenant une réserve de combustible et d'un con- voyeur en communication, d'une part, avec cette trémie et, d'autre part,
avec ledit orifice d'entrée de la chambre de précombustion pour faire passer progressivement le combus- tible de la trémie dans ladite chambre et faire progresser automatiquement le combustible au fur et à mesure de sa. cokéfaction de cette chambre vers la zone de fin de combus- tion.
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Grâce à la distillation et cokéfaction ini- tiales du combustible gras, on facilite la combustion des matières volatiles et on évite que ce charbon ne s'agglu- tine dans la zone de combustion finale activée par les arrivées d'air.
L'expérience a montré qu'on obtenait ainsi une combustion parfaite des combustibles très gras conte- nant jusqu'à 38 % de produits distillables.
D'autres caractéristiques résulteront de la description qui va suivre.
Au dessin annexé, donné uniquement à titre d'exemple : - la Fig. 1 est une coupe verticale suivant la ligne 1-1 de laFig. 2 d'un appareil suivant l'invention. adapté dans le bas d'une chaudière de chauffage central; - la Fig. 2 est une vue en élévation de cet appareil' et de la partie inférieure de ladite chaudière, -"la Fig. 3 est une demi-coupe horizontale de la chaudière et une coupe horizontale de l'appareil suivant la ligne 3-3 de la Fig. 1; - la Fig. 4 est une demi-coupe verticale à plus grande échelle de la partie supérieure du convoyeur du combustible.
Dans la desoription on désignera par sens amont-aval, le sens de déplacement du combustible de la trémie d'alimentation au foyer.
Suivant l'exemple d'exécution représenté, l'appareil selon l'invention est supposé adapté dans le bas d'une chaudière A de chauffage central.
Cet appareil comprend en combinaison un foyer B et un dispositif d'alimentation formé d'un convoyeur C et d'une trémie D contenant une réserve de combustible solide,
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par exemple de charbon gras de petit carrbore, que le con- voyeur C fait passer progressivement, de cette trémie, au foyer B,
Ce foyer B qui, dans l'exemple représenté est combiné avec le bas de la chaudière A, comporte une chambre de précombustion I suivie d'une one de fin de combustion II.
La chambre de précombustion 1 est formée par la combinaison : - de la paroi pleine latérale verticale 16 (Fig. 3) de la chaudière (ou éventuellement d'une paroi autonome}, d'un arceau 2 en matière réfractaire formant la face amont de cette chambre et ménageant un orifice d'entrée 3 s'évasant de l'amont vers l'aval, - de la portion inférieure pleine, d'une première paroi 4 verticale latérale parallèle à la paroi 1 et des portions pleines d'une deuxième paroi 5,
La paroi 4 est, en effet, pleine dans sa por- tion inférieure, tandis que grâce à des fentes 6 elle forme une première grille dans sa portion supérieure.
Quant à la paroi 5, qui s'étend entre les parois 1 et 4 elle comporte de a à b (Fig. 1) une première portion inférieure horizontale pleine, suivie d'une deuxiè- me portion intermédiaire bc également pleine qui @'inllé- chit vers le haut et d'une troisième portion supérieure cd pourvue de fentes 7 et formant une deuxième grille.
La zone aval II de combustion complète est située au-dessus de la chambre de précombustion 7 et est délimitée par les.portions formant grilles des @ Iir.
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4 et 5 et par une troisième grille 8 {:..g ) 6.i'(;v',-L sensiblement horizontalement dans. le 9rolc.ngaan.nt 1&1 de le denxiéae grilla a.& i ye,u du bozd B=;F:m
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paroi verticale 4 du coté opposé à la chambre I de telle sorte que cette zone II de combustion finale déborde latéralement au-dessus de cette grille 8 par rapport à la chambre I de précombustion.
Cette troisième grille 8 est, comme connu en soi, montée oscillante et clavetée sur un axe horizontal 9 de telle sorte que cette grille 8 peut tre secouée de l'extérieur à l'aide d'un levier amovible engagé sur l'ex- trémité carrée de l'axe 9, cette extrémité étant accessible par une ouverture ménagée dans une plaque 10 et normalement obturée par un volet oscillant 11 (Fig. 2).
La convoyeur C comporte une coulisse ou couloir 12 de section transversale en forme d'U. Cette coulisse est fixée rigidement par son extrémité aval et par exemple à l'aide de cornières 13 soudées ou boulonnées sur la susdite plaque 10 qui est rapportée, à l'aide de boulons 14 et d'écroue 15, contre un cadre 16 destiné lui- même à être rapporté sur la chaudière ou autre ensemble auquel l'appareil est associé. La coulisse 18 est, en outre, supportée vers son extrémité amont par deux pieds-supports 17 destinés à reposer sur le sol.
Cette coulisse se prolonge vers l'aval, au- delà de la plaque la, à l'intérieur du foyer B, par ses deux flasques latéraux et surtout par un prolongement 18 de son fond.
A l'intérieur du couloir formé par la coulisse est mobile un ooulisseau 19 qui s'y déplace à frottement doux. Ce coulisseau 19, qui est lui-même de section trans- versale en forme d'U, comporte, 1 son extrémité aval, un premier bloc-poussoir 20, amont, fixé sur lui par des point: de soudure ou autrement. Un fer plat rigide 21 qui prooge le coulisseau dont il est solidaire porte également à son
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extrémité un deuxième poussoir aval 22.Les doux poussoirs 20 et 22 présentent une face aval verticale et une face ament oblique, de telle sorte que chacun d'eux a une forme de coin.
Au-dessus de chaque aile longitudinale laté- rale du coulisseau 19 est fixé sur la face interne du flasque latéral de la coulisse fixe 12, par soudure ou par boulons et écrous, un fer plat 23 d'épaisseur de préférence légèrement supérieure à l'épaisseur des ailes du coulisseau pour parachever le guidage de ce coulisseau dans la coulis- se et former en outre couvre-joints entre les parois laté- rales de la coulisse et du coulisseau. Une plaque transver- sale 24 ajustée, également fixée dans le coulisseau 12 par exemple par des vis vissées dans des trous taraudés dans l'épaisseur de cette plaque ferme l'extrémité acnt de la coulisse 12 tout en permettant grâce à deux échancrures 25 le libre mouvement du coulisseau 19 dans cette coulisse 12.
La trémie D en tôle mince comporte une por- tion 26, évasée vers le haut et formant récipient, et une portion inférieure 27 qui forme orifice de sortie et est emboîtée à l'intérieur de la coulisse 12 au-dessus des fers plats 23 et contre la plaque 24. La trémie est main- tenue dans la coulisse 12 par exemple par boulons et écroa3 non représentés.
Elle débouche dans cette coulisse par son fond qui est ouvert et situé très sensiblement au niveau des faces supérieures des fers 23 c'est-à-dire au-dessus des ailes du coulisseau 19 et par conséquent à une hauteur au-dessus du fond du coulisseau 19 supérieure on @ @ égale à la plus forte épaisseur de coucha de combat@ti@e devant être transportée par le convoyeur C et, pour lé l'épaisseur de combustible effectivement sntraîés @ coulisseau, il est prévu un registre 23 réglable, @
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centre la partie inférieure de la face aval de la trémie D contre laquelle il est maintenu par exemple par un boulon et un écrou à oreilles 30,
le boulon traversant une lumière verticale 31 prati- quée dans le registre 28. Celui-ci a une largeur légèrement infé- rieure à la largeur interne du,coulisseau 19 de telle sorte qu'il peut s'engager sans frottement entre les deux ailes de celui-ci.
Entre la trémie D et la plaquette 10, la partie supérieure de la coulisse 12 est fermée par un couvercle 32 par exemple soudé à cette coulisse et à ladite plaque ou simplement maintenue par éorous et boulons. Dans ce couvercle 32 est pratiquée une ouverture 33 (Fig.1, 4) obturée par un volet 35 oscillant autour d'un axe 36 sur le couvercle. Une petite vis 37 permet de régler l'ouverture de ce volet.
Dans le fond de la coulisse 12 est ménagée une ouverture 38 (Fig.l) qui permet le passage de deux pattes 39 soudées sous le cou- lisseau 19. Ces deux pattes forment une chape percée pour le passage
40 d'un axe/qui est retenu par deux goupilles 41 et sur lequel est articulée l'une des extrémités d'une bielle 42 articulée à son autre extrémité sur un plateau-manivelle 43. Ce dernier est relié par une goupille de sécurité calibrée 44 à l'arbre 45 d'un groupe moto-réducteur 46 qui est fixe sur un socle 47 dont le moteur 48 peut être relié à un secteur de distribution électrique par la fer- meture d'un interrupteur à main 49.
Un autre interrupteur en série 50 permet de régler les périodes de fonctionnement du groupe moto-réducteur 46 par l'un quelconque des dispositifs 51 de régualtion habituellement utilisés en matière de chauffage par foyer-brûleur (thermostat placé à la
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sortie du couloir 12, horions w rt.iiz: rzt par périodes r\''L '" ,>i cou.rmt etc...).
Enfin, il est f'rc\ .i . i J ,, ct z3 ua t8i1dr1c,"
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usuel 52 (Fig. 1) pourvu d'une porte 55 (Fig. 1, 2) arti- culée par une charnière 54 sur un axe vertical 55 et dans cette porte est prévue une ouverture 56 avec volet 57 articulé autour d'un axe 58 et susceptible d'être relie à la manière usuelle par une chaîne 59 au régulateur de la chaudière.
Le fonctionnement est le suivant :la trémie D étant remplie de combustible calibré, le moteur électri- que 48 est mis en marche par la fermeture de l'interrupteur de démarrage 49, l'interrupteur automatique 50 étant norma- lement fermé. A l'aide de l'écrou à oreilles 30 et du boulon 29 le long duquel coulisse la lumière verticale 31, on règle la position du registre 28 de manière que, le régime de circulation du charbon étant bien établi, le couloir constitué par la coulisse 12 ne se remplisse pas complètement. Le mouvement de va-et-vient du coulisseau 19 entraîne par frottement les grains de charbon vers l'aval au-delà de ce registre 28 contre lequel ils ont tendance à s'accumuler lors du mouvement de retour du coulisseau vers l'amont.
Le poussoir 20, grâce à la pente douce de sa face amont, produit un mouvement de pelletage dans le char- bon ainsi accumulé contre le registre à chaque retour vers la droite (Fig. 1) du coulisseau et assure en définitive son avance vers le foyer B.
La plaque transversale ajustée 84 s'oppose à toute sortie du charbon par l'extrémité amont du couloir et les fers plats 23 constituent, comme déjà précisé, des couvre-joints au-dessus des ailes du coulisseau 19 pour empêcher les fines particules du charbon de s'introduire entre la coulisse 12 et ce coulisseau.
Le déplacement du combustible vers l'aval est assuré par les poussoirs. Le combustible s'accumule ainsi
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dans la chambre de précombustion I. Ou allume alcrs
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P ,...ide de déchets de bois un fou assez vif dans çt)1<i, chambre pour échauffer les réfractaires et le combustible
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qui s'y trouve. l'a.ir nécessairo z, la combustion eut .fourni par l'ouverture 33 du couvercle 32 de la coulisse, cette ouverture étant réglée par lé volet 35 à l'aide de la vis 37, et par le volet 57 du cendrier.
Lorsque la température dans la chambre I de précombustion est suffisante, les matières volatiles s'en- flamment. On poursuit le chargement progressivement jusqu'à ce que le combustible recouvre entièrement les portions supérieures formant grilles des parois fixes 4 et 5 et la grille mobile 8. le régime de combustion est dès lors réalisé; on obtient dans la chambre 1 une distillation et clkéfac- tion tout au moins partielle. de la houille. Les matières volatiles qui se dégagent brûlent dans les zones I et II au sein de la masse plus ou moins cokéfiée qui poursuit et achève sa combustion sur les grilles.
Le débit du charbon est réglé, par tout ou rien, par le réglage du dispositif de régulation 51 qui agit sur l'interrupteur 50 du circuit d'alimentation du moteur 48 de manière que le combustible cokéfié brûlant sur les grilles dans la zone Il du foyer les recouvre tou- jours largement en constituant une couche qui pourra être d'autant plus épaisse que la granulométrie du coke obtenu sera plus importante.
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%1#ticn 1 est réglé soit une fois peur -1--.. ,r.1 par la vis 37 qui agit sur le volet 55, compte terni des caracté- ristiques du charbon utilisas de manière que les pièces réfractaires du foyer B demeurant constamment en tempéra-
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tare, soit proportionnellement l'allure par couplas de ce volet sur la chaîne 59.
Une admission d'air secondaire est t@ujours possible par le volet généralement placé sur le guelard des chaudières.
L'appareil suivant l'invention présente de nombreux avantages : - il est d'une fabrication très simple ne comportant qu'un minimum de pièces usinées; - il peut être adapté sur les petits échan- geurs thermiques et notamment sur les chaudières très répandues de chauffage central pour l'emploi des charbons gras ou flambants de petits calibres d'un prix très infé- rieur aux charbons maigres de moyens calibres couramment utilisés; - par ailleurs le procédé d'entraînement du. charbon sous la trémie D et dans un couloir 12 partielle- ment rempli élimine les risques de coincement par intro- duction accidentelle de corps étrangers dans la trémie D, ou de bourrage du charbon contre les parois du couloir 12 et offre la,possibilité d'employer des charbons très friables ;
- en outre, la combustion fractionnée en cou- ches relativement minces et fréquemment travaillées tat dans la chambre de cokéfaction I que sur les griller p@acé@ en aval d'elle permet d'@@@liser le tirage naturel;
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- enfin l'eI111'-:)1 des charbons à forte -3 n v aa.: en matières volatiles s'allumant facilement, supp@i@@ @
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risques d'arrêt de la combustion, accidents fréquents aveo les charbons maigres et les chargements rapprochés permet- tent des réglages de combustion beaucoup plus faciles.
Naturellement l'invention n'est nullement limitée aux modes d'exécution représentés et décrits qui n'ont été choisis qu'à titre d'exemple.
On peut, en particulier, allonger le couloir la de transport en augmentant le nombre de poussoirs solidai- res du coulisseau lorsqu'il n'est pas possible d'approcher suffisamment du foyer B la trémie de stockage D.
On peut également remplacer le moteur élec- trique 48 par un moteur hydraulique, alimenté par le réseau de distribution ou une purge de la chaudière dans le cas d'installation à haute pression, attaquant directement le
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ooulisseau et commandé par une vanne dlectro-commandde agissant par étranglement ou par tout ou rien,
On peut enfin remplacer la grille oscillante horizontale par une grille inclinée, constituant réserve de cendres et mâchefers et comportant à sa partie inférieure un broyeur actionne ou non par le moteur-réducteur.