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Perfectionnements aux foyers à combustible solide.
L'invention a pour objet des foyers à combustible solide.
Antérieurement, l'inconvénient que présentaient. toujours les foyers ouvrants à feu continu de chauffage de locaux 4 chaudière incorporée était le rapport fixe entre la puissance de la chaudière et la puissance de
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chauffage de local. Cela signifie que lorsque le foyer est installé dans une petite pièce où les besoins de chauffage sont limités, le débit d'eau chaude est aussi limité, et peut être insuffisant quand on fait fonctionner le foyer en se basant seulement sur le chauffage du local.
Toutefois, lorsqu'on l'installe dans une pièce plus grande, et étant donné les besoins plus grands de chauffage de local, on obtient aussi, automatiquement, une quantité plus grande et éventuellement plus appropriée d'eau chaude.
Dans une grille de foyer ouverte avec chaudière, on surmonte largement ce manque de souplesse en prévoyant une cheminée de chaudière commandée par un registre, le rendement de la chaudière n'étant pas alors lié par un rapport fixe à la puissance de chauffage local. Par suite, un foyer ouvert aveo chaudière à l'arrière installé dans une petite pièce peut, en fonctionnant longtemps avec le registre de chaudière ouvert, fournir autant d'eau chaude que s'il était installé dans un local plus grand.
Cette souplesse de débit d'eau chaude obtenue grâce à un registre variable n'a jamais été utilisée avec succès dans les foyers ouvrants du type considéré. Cela provient en partie du fait qu'avec un foyer ouvrant présentant un type normal de cheminée derrière une simple chaudière à monobloc, l'ouverture du registre de chaudière ne modifie pas notablement le rapport d'échange thermique entre le chauffage de local et le chauffage d'eau.
En pareil cas, quand le registre de chaudière est ouvert, bien qu'il se produise un certain transfert secondaire de chaleur par convection à la face postérieure
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de la chaudière, il se produit une augmentatif similaire
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de l'échange thermique à travers la par*-, art4br*o de la f cheminée, e$ cela entraîna un acaroijqse"nt responunt de la puissance de chauffée de loca p* aqe iisâment de la Qonvtptpfn partant 4e la paeoi,.Po tér eze J ' ' #r maintenant |pf température, plus élevée. bzz L'ob4 .rt'f pripeipal dÏ l' invention at Brer une souplesse g teiçante entre le chauffage* 1- u et le chauffage de local.
L' invnn réside donc dans une ahaud:,#r arrière . traversée par un passage réglable de tuig4o 0 1aoê des parois antérieure et postérieure conçu pour former un élément structural d'un foyer de chauffage de locaux à combustible solide, la surface extérieure de la parod
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antérieure de la chaudière étant exposéé à 3ù* ooiveotî/on et à la chaleur rayonnante du combustible qui se trouve sur la grille.
L'invention réside aussi dans un foyer de chauffage de locaux à combustible solide comportant un* chaudière
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arrière du type ci-dessus et un registre comiièndant le papsage de fumée et pouvant être actionné (î4-,taQon synchronisée avec des moyens propres* à 14gr-40 àn étranglement d'un autre passage de fumée payant de la chambre de combustion, ou boîte à feu.
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L'invention résidé aussi dans un -foyer ,0e chauffage de locaux a combustible solide avec cha.'udlbi-, arrière caractérisée- par des particularités de dombtbi-on,qui, sont décri-iejtt ci-après.
Sur les dessins annexés :
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La figure 1 est une coupe verticale et la figure a un plan partiel.d'une forme de foyer conforme à l'invention.
Dans le mode de réalisation représenté à titre .d'exemple, l'avant du foyer, de la grille et de la boîte à cendres sont de forme usuelle, mais on a prévu une chaudière arrière qui possède une paroi antérieure a, , une paroi postérieure b et des parois latérales ., et un passage vertical de fumée d traversant le centre de la chaudière et dont les parois sont en contact direct avec l'eau dans les espaces e et f. Un registre 2 est prévu pour régler le débit du passage de fumée d qui communique avec une cheminée principale g et entre cette cheminée et la chambre de combustion ou botte à feu h du foyer est prévu un autre passage qui présente un étranglement variable i pouvant être réglé par un volet régulateur à charnière j.
Des raccordements de tuyaux à eau peuvent être faite aux points k.
La disposition est telle que la partie postérieure de la chaudière, qui porte les raccords de canalisation d'aller et de retour, se trouve nettement à l'intérieur de l'espace d'air soumis à la convention. La température de l'eau de la face exposée à l'espace de convection ne varie pas très largement quel que soit le réglage du registre de la chaudière, de sorte que la composante de chaleur de oonveotion est relativement stable.
Les canalisations d'aller et de retour peuvent se trouver derrière la première épaisseur d'environ 11 cm de maçonnerie, à l'avant d'un revêtement de cheminée
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(contre lequel bute un encadrement carrelé), même si la face de l'enoadrement, à couverture du foyer, présente une saillie en épaisseur supérieure à la saillie normale de 5 cm par rapport à la faconde briques.
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Des moyens sont prévus pour provoquer un resserre- ment de l'étranglement j. qand on ouvre le registre 2* ces moyens comprenant une tige coudée en U de commande de registre m à laquelle sont fixées deux équerres n. destinées à venir en prise avec l'extrémité libre du volet j.
La tige m est aménagée pour être poussée vers l'arrière ou tirée vers l'avant au moyen d'une bielle p articulée par une extrémité à un palier vsrtical q de l'élément supérieur du foyer, l'extrémité libre de la bielle s'engageant librement dans une pièce m*, enooohée à l'avant de la tige m et l'autre extrémité articulée comportant une saillie aplatie!. s'engageant dans une encoche coopérante d'un levier à main s situé à l'avant du fourneau.
Les extrémités de la tige de registre m sont fixées à des oreilles t du registre 2 et des extrémités à rebord d'une plaque d'étranglement amovible u reposent sur des nervures latérales ménagées à l'intérieur des parois latérales du corps de foyer, une saillie! étant encastrée dans un ajour pour empêcher un mouvement fortuit vers l'avant. Les pointillés de la figure 1 indiquent les positions limites du bec de la plaque j lorsque le registre est ouvert, les traits pleins indiquant la position lorsque le registre est fermé. On peut facilement soulever l'ensemble formé par la plaque u et le volet j, ce qui donne libre accès entre les saillies de la tige de
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registre pour le ramonage de la cheminée.
Le bas de l'ouverture x de cheminée de chaudière est rendu horizontal et disposé en un point au dessus de la couche de combustible, de manière à éviter que l'orifice de la cheminée ne soit boucha par des accumulations de cendres, et à permettre l'amenée du combustible sous l'orifice intérieur! de la cheminée, de manière à donner une profondeur suffisante à la couche de oombustible pour une combustion appropriée.
L'emplacement de l'orifice de cheminée et la disposition de la cheminée assurent également un accès raisonnable permettant d'introduire de temps en temps une brosse flexible de ramonage dans la passage de fumée d de la chaudière, pour maintenir les surfaces de chauffage exemptes de cendres volantes, ou de dépôts de suie si l'on utilise un charbon bitumineux.
Pour empêcher une combustion trop rapide à l'arrière, la partie postérieure de la grille est massive' en de sorte que l'amenée principale d'air sous la grille soit dirigée vers l'avant du foyer. La grille elle-même est du type oscillant, mais sans la brique réfractaire usuelle située à l'arrière de la chambre de combustion et munie d'une encoche située en dessous et dans laquelle l'arrière de la grille peut pénétrer en glissant pendant que l'on secoue les cendres. Il est nécessaire d'éviter cette encoche horizontale, ou en fait tout intervalle vers l'arrière, afin que des morceaux de combustible etc., ne viennent s'y insérer et s'opposer au mouvement de la grille.
La chaudière peut être une pièce coulée pour au moins quelques unes
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de ses applications (bien que le soudage soit une autre solution) et dans le cas d'une pièce coulée, un rebord portant de la partie intérieure de la chaudière pour couvrir la partie postérieure massive de la grille compliquerait la confection du modèle, et il rendrait difficile l'obtention des pièces de fonderie de bonne qualité. Pour surmonter cette difficulté, on peut prévoir,. une pièce de recouvrement coulée séparément z comme indiqué, pour franchir cet intervalle et assurer ainsi à l'arrière de la grille une couverture de solidité suffisante pour restreindre l'écoulement d'air à l'arrière tout en permettant de nettoyer facilement le combustible les cendres, les scories, etc.
En cours de fonctionnement, quand on utilise pleinement le fourneau pour le chauffage de locaux, on déplace le registre 2 de manière à resserrer la sortie de fumée de d et la chaudière est chauffée principalement par un transfert de chaleur rayonnante de la couche de combustible, à travers les surfaces de la chaudière qui sont exposées au rayonnement. Il existe aussi un certain transfert de chaleur provenant de l'écoulement des produits de combustion le long de la face inclinée a de la chaudière vers l'étranglement! ; 1 ce mode de transfert de chaleur à la chaudière devient plus important à mesure que le combustible brûle et que le niveau du combustible dans la chambre de combustion h tombe.
Quand le registre de chaudière est entièrement fermé,- c'est seulement par la surface inclinée de a que se fait le transfert du gaz chaud à la chaudière (mais encore avec un certain transfrert de chaleur par rayonnement
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à travers la pente a et la partie inférieure f).
Quand le registre de chaudière est ouvert, la proportion de transfert de chaleur à travers les faces antérieures de la chaudière n'est pratiquement pas affectée, mais elle est maintenant renforcée par le transfert de chaleur par conveotion provenant de la quantité de gaz de fumée qui traverse le conduit de fumée d de la chaudière qui est entouré d'eau.
La température de la surface postérieure exposée du foyer est principalement régie par la température de l'eau dans la portion postérieure de la chaudière. La température de cette eau, à l'arrière, sera la même entre des limites assez étroites, que le registre de chaudière soit ouvert ou fermé ; la température de l'ar- rière du foyer est donc pratiquement la même dans toutes les conditions de réglage du registre, et par suite, la partie de la puissance de chauffage de local qui émane de la paroi postérieure du foyer sous forme d'air de convection est stabilisée, quelle que soit la position du registre.
On comprendra que l'étranglement i ne doit pas pouvoir se fermer complètement, pour les raisons sui- vantes :
1) il entraînerait une certaine diminution du transfert de chaleur à travers la face antérieure de la chaudière, particulièrement quand la couche de combustible s'est consumée et que toute la face antérieure de la chaudière n'est pas couverte par du combustible en combustion ; il tend à diminuer la vitesse de combustion et
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par suite la température de la couche d QO=1)t;11)J.e a la partie supérieure, #dimteuant ainsi ;J. ra1ntntent, qui .
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atteint la chaudière 'oint ",,\ " '#.;,.
3) il peut y avoir un danger d appt 1 d ' :' ,: . produits d ? combustion noeiff dans le ,la.l-'l.'ëage'r ; fait fonctionner, ;'appareil dans certains Ítif)n., (,'; la ou les ,rÍts de foyer pétant ouvertes. !'; La cï s*5ruction ci-dessus est 4onx.Me à filtre , ' # ' z d'exemple seulement et on peut la modifier pour l'adapte:' ' ' à des conditions variables. Par exemple,#, au 3',1.1,.1 de ',:( 1 ..",, prévoir une seule commande pour le registre et l'étrangler ment, on peut utiliser des commandes séparées, mais
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l'experienoe montre que les usagers ont tendance à 8t1"ft embarrassés par de multiples commandes sur unappareil.
Il-peut y avoir une commande d'air de bac à condres,de sorte qu'il soit nettement avantageux d n'aveir qu'une seule autre commande pour jouer le double rôle ci-dessus.
D'autre part, avec l'adoption des portes vitrées on est peu porté à faire fonctionner l'appareil les portes
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ouvertes, de sorte que des organes d1 étrangement, réglables indépendant, pour le réglage de ventilation ne jouent aucun rôle utile, et qu'on peut les supprimer.
En outre, même quand on fait fonctionner un tel appareil les portes ouvertes, l'effet d'une absence possible de réglage de ventilation n'est nullement comparable à de
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qui se produit dans le cas d'un appareil a ttu ouvert ':. sans restriction, de sorte que l'avantage d'un étranglement
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-réglable ed0oendant estzoôntestable en tout.'oas.
On a trouvé que lorsqu'on détourne und certaine proportion des produits de combustion à travers la cheminée de la chaudière et que l'on diminue ainsi
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l'écoulement partant du haut de la couche de combustible la température de la partie antérieure supérieure du fourneau est réduite, ce qui diminue le chauffage d'espace par convection assuré par cette partie de l'appareil, tandis que, en même temps le rendement de la chaudière est accrue. Cela donne une souplesse encore plus grande dans la variation du rapport entre chauffage de local et chauffage d'eau, dans les limites entre l'ouverture complète et la fermeture complète du registre de chaudière.