Installation pour économiser du combustible et pour réduire les fumées dans les foyers<B>de</B> chaudières. Dans les installations modernes de foyers de chaudières, particulièrement dans celles qui ont pour but le chauffage des chaudières au moyen de combustible solide, on utilise de l'air secondaire en vue d'améliorer la -com bustion et Von dispose de vapeur d'eau pour diminuer le dégagement de fumée.
L'air secondaire -et la- vapeur d'eau peu vent être employés séparément ou combinés, suivant les cas, l'un avec l'autre. Lorsqu'il est nécessaire -de les prévoir tous deux dans une même installation, leurs parcours<B>à</B> l'in térieur de la chambre<B>de</B> combustion et sur tout leurs orificesde sortie doivent être judi cieusement établis, de manière<B>à</B> ce que l'ac tion de la vapeur, par exemple, ne détruise pas celle -de l'air secondaire, ce qui aurait, pour conséquence. fâcheuse de diminuer le rendement -de la combustion.
La présente invention a pour objet une installation pour économiser du combustible et pour réduire les fumées dans les foyers de chaudières, comportant un mur d'autel avec pTisesd'air secondaire<B>à</B> volets réglables et circulation intérieure et au moins un<B>élé-</B> ment de dôme de mur d'autel avec orifices <B>de</B> distribution d'air secondaire, une canali sation de distribution de vapeur d'eau sous pression et une porte de crassier ou cendrier avec au moins un volet mobile, installation caractérisée en ce que le mur d'autel est pourvu de prises d'air secondaire, sous<B>la</B> grille, dont l'admission est réglée par un volet mobile commandé depuis l'extérieur du mur de chaudière, l'autel étant constitué par deux parois en briques réfractaires, entre les quelles est aménagé un conduit en chicane.
forme par au moins une largeur de briques posées sur des châssis métalliques superposés en plusieurs rangées interrompues aliernati- -#,ement; aux parois d'extrémités, de manière<B>à</B> constituer un couloir pour le passage de l'air secondaire, un dôme de mur d'autel en ma tière réfractaire et en forme de plein-cintre, monté sur deux pieds-droits placés sur les parois du mur d'autel, constituant une cham bre de distribution de l'air secondaire ré chauffé, acheminé<B>à</B> travers les chicanes et distribué par des orifices de sortie aménagés en quinconae sur la longueur du dôme de mur d'autel pour aboutir dans la chambre d'évacuation des gaz de combustion,
quelques- uns débouchant dans le foyer; celui des pieds- droits du dôme, situé du côté de la grille, étant percé suivant sa longueur d'un canal tubulaire horizontal, destiné<B>à</B> recevoir un conduit de distribution alimenté depuis l'ex térieur du mur du foyer et pourvu d'une vanne de réglage ainsi que d'ouvertures ra diales, inclinées vers la grille, conduit qui se dirige ensuite parallèlement au mur d'autel et en sens opposé en passant sous la partie inférieure des bouilleurs pour rejoindre l'en trée du conduit dans le dôme de mur d'autel et former ainsi un circuit de distribution muni -dorifices rectangulaires,
orientés face au foyer et percés dans la partie du circuit passant sous les bouilleurs; une dérivation tubulaire, sortant de la paroi -d'extrémité du mur d'autel, étant reliée<B>à</B> ce circuit<B>à</B> tra vers une vanne réglable en vue de l'alimenter d'air secondaire réchauffé; une porte de cras sier<B>à</B> deux battants, pourvus chacun d'ou vertures de réglage d'admission d'air, obtu rées par des volets permettant un réglage rigoureux de l'air frais admis sous la grille, tous ces -organes étant combinés de telle sorte que de l'air secondaire réchauffé soit insuf <B>flé</B> dans le foyer pour améliorer la combus tion et que de la vapeur d'eau puisse être dis persée dans la chambre d'évacuation des gaz de combustion pour réduire le dégagement<B>de</B> fumée.
Le dessin annexé, -donné<B>à</B> titre d'exem ple, représente -d'une manière schématique deux formes d'exécution d'une installation conforme<B>à</B> l'invention décrite.
Les fig. <B>1 à Il</B> représentent une première forme d'exécution; La fi-.<B>1</B> est une coupe d'ensemble en élévation<B>à</B> travers un foyer de chaudière; La fig. 2 représente,<B>à</B> plus grande #1 échelle, un mur d'autel dans le sens de sa longueur, face au foyer, en demi-vue <B>à</B> gau che et en demi-coupe, suivant la ligne A-A de fi-.<B>3, à</B> droite, ainsi que la canalisation formant un circuit fermé;
La fi-.<B>3</B> est une coupe transversale, sui- ZD vant la liane B-B de fig. 2, du mur d'autel; La fig. 4 est une vue en élévation,<B>à</B> plus grande échelle, du châssis métallique suppor tant les briques de la chicane<B>à</B> l'intérieur du mur d'autel; La fig. <B>5</B> en est la vue en plan;
La fig. <B>6</B> en est une coupe transversale, suivant la ligne C-C de fi-. 5; tn La fig. <B>7</B> est une vue -de face,<B>à</B> plus grande échelle, de la porte du crassier avec volets mobiles d'admission d'air;
La fig. <B>8</B> en est une coupe transversale, suivant la ligne D-D de fig. <B>7;</B> La fig. <B>9</B> est une coupe transversale par tielle,<B>à</B> plus grande échelle, suivant la ligne F,E de fig. <B>10,</B> du #dôme de mur d'autel, côté foyer, représentant une variante #d'un orifice latéral d'évacuation; La fi-.<B>10</B> en est une vue partielle en élévation;
La fig. <B>11</B> représente une vue en plan, suivant la ligne F-F de fig. <B>1,</B> et<B>à</B> plus grande échelle, une canalisation d'air située sous la grille du foyer; Les fig. 12<B>à</B> 14 représentent sehémati- quement: une deuxième forme d'exécution de l'invention; La fi-. 12 est une coupe<B>à</B> travers un mur latéral de foyer de chaudière, en face d'un mur d'autel; La fig. <B>13</B> représente une vue de face du mur d'autel; La fig. 14 est une vue partielle en plan d'un foyer de chaudière.
Dans un foyer de chaudière, conforme<B>à</B> l'invention, le mur d'autel<B>1</B> (fig. <B>1,</B> 2 et<B>3)</B> est construit de manière connue jusqu'à la hauteur d'appui des barreaux de grille 2. Toutefois, trois prises d'air secondaire<B>3</B> sont pratiquées dans le mur d'autel, par élimina- tion d'un certain nombre de briques, -du<B>côté</B> du fo#yer, en dessous de la grille 2.
L'entrée 4 de ces prises d'air secondaire<B>3</B> est masquée par un volet mobile<B>5</B> en brique réfractaire par exemple, de forme appropriée, pourvue de tourillon<B>6</B> pouvant osciller dans des paliers-consoles <B>7.</B> Un crochet<B>8,</B> sous forme de piton, est fixé<B>à</B> la, face extérieure du valet<B>5</B> et reçoit une chaîne de manoeuvre <B>9</B> actionnée depuis l'extérieur,<B>à</B> proximité du poste du chauffeur de la chaudière. Le volet <B>5</B> porte<B>à</B> sa partie inférieure<B>10</B> une surépais- seur, formant contrepoids, de manière<B>à,</B> per mettre au volet & boucher l'entrée de la prise d'air lorsque la chaîne<B>9</B> est détendue.
<B>A</B> partir du niveau -du plan de grille, le mur d'autel<B>1</B> est constitué par deux parois <B>Il</B> et 12, formées par l'empilage de briques <I>en</I> réfractaires, jointives et posées<B>à</B> plat. Le mur s'élève jusqu'à la base du dôme<B>13,</B> cette hauteur variant selon les types -de chaudières employées.
Entre les parois<B>Il</B> et 12 est aménagé un couloir en chicane, formé par -des châssis métalliques 14, supportés par des pieds<B>15</B> et recevant sur leur face supérieure<B>16</B> une rangée de briques<B>17</B> de demi-épaisseur, po sées<B>à</B> plat sur les châssis 14, qui sont cons truits -de longueur telle que les pieds<B>15</B> des châssis<B>à</B> la rangée supérieure reposent sur les briques<B>à</B> plat<B>17.</B>
Les châssis métalliques 14 (fig. 4,<B>5</B> et<B>6)</B> sont composés d'un fer, de section carrée, de préférence, de manière<B>à</B> présenter une sur face supérieure<B>16,</B> plane. Ils sont de forme rectangulaire; leur largeur est celle d'une brique normale. La hauteur des quatre pieds <B>15</B> du châssis 14 est déterminée par la hau teur du couloir de circulation de l'air secon daire entre deux rangées superposées de bri ques<B>à</B> plat. Lesdits couloirs sont<B>à</B> prévoir en plus grand nombre possible, de manière<B>à</B> ce que Pair secondaire atteigne une tempéra ture de<B>3 à</B> 400<B>1</B> dans la région du dôme<B>13.</B>
Le -dôme<B>13</B> (fig. 2 et<B>3)</B> est en matière réfractaire coulee, de composition spéciale et pouvant résister<B>à</B> des températures variant entre<B>1800 1 à</B> 2000 '. Il repose jointivement sur la dernière épaisseur de briques des pa rois<B>11</B> et 12. La partie centrale<B>18</B> du dôme <B>13</B> est largement évidée et sert de distribu teur -d'air secondaire au foyer, au moyen des orifices<B>19</B> percés radialement au dôme<B>13,</B> dans sa partie supérieure.
Ces orifices<B>19,</B> répartis en quinconce sur toute la longueur du dôme<B>13,</B> ont une section tronconique dont la grande ouverture 20 débouche<B>à</B> la face interne 21 de la paroi du dôme<B>13</B> et dont la petite base 2-2 émerge d'un bossage<B>23,</B> de même matière que le dôme<B>13,</B> dans le but de donner une certaine vitesse<B>à</B> l'air secon daire s'échappant du dôme du mur d'autel. Les bossages<B>23</B> servent<B>à</B> retarder la corro sion de la surface externe du dôme<B>13,</B> cons tatée oénéralement <B>à</B> la. sortie de l'air secon- -daire, la température étant élevée<B>à</B> cet en droit.
D'après la longueur du mur d'autel, le dôme<B>13</B> pourra comporter plusieurs éléments constitutifs cloisonnés, tels que celui décrit, qui seront placés jointivement bout<B>à</B> bout et comporteront leur distribution particulière d'air secondaire.
Un canal 24 est percé de part en part, suivant la longueur du pied-droit<B>9.5</B> du dôme <B>13,</B> situé au-dessus de la paroi<B>11</B> avec<B>dé-</B> gagements 2-6 du côté de la grille 2 du foyer. <B>A</B> travers ce canal 24 passe un conduit tubu laire métallique<B>27,</B> de section plus faible que le canal 24, pour tenir compte de la dilata tion du métal, et percé d'orifices<B>28,</B> en face des dégagements<B>26.</B>
Un fourreau en tôle ondulée, non repré senté au dessin, entoure ce conduit<B>27</B> en vue de sa fixation dans le canal 24.
Le conduit<B>27,</B> alimenté en vapeur d'eau sous pression -depuis l'extérieur du mur du foyer<B>29</B> et, après avoir traversé le canal 24 dans le sens de la flèche<B>30</B> (fig. 2), se di rige dans la direction du bouilleur<B>31,</B> au- dessous duquel il passe en<B>329,</B> en sens inverse de la flèche<B>30</B> et parallèlement au dôme<B>13,</B> -pour redescendre ensuite et pénétrer en<B>33 à</B> l'entrée dudit dôme<B>13</B> -dans le conduit<B>27,</B> de manière<B>à</B> former un circuit fermé.
<B>A</B> la sortie de chaque élément de dôme <B>13,</B> le conduit<B>27</B> est entouré de matière ré fractaire 34 et d'un fourreau<B>35,</B> en tôle on dulée, de manière<B>à</B> le préserver contre la chaleur provenant de la combustion du foyer.
Sur toute la longueur du tronçon<B>32 '</B> le conduit<B>27</B> est percé d'orifices rectangulaires <B>36,</B> orientés -du côté -de la grille 2 et d'ori fices<B>37,</B> en regard du<U>sommet</U> du dôme<B>13</B> en vue d'atténuer la formation de fumées.
Une tubulure<B>38,</B> débouchant du conduit<B>à</B> vapeur<B>27,</B> pénètre en<B>39</B> dans l'axe de la paroi d'extrémité 40 du mur d'autel<B>1,</B> per mettant ainsi<B>à</B> l'air secondaire de pénétrer dans le circuit<B>27, 32</B> décrit.
Une vanne 41, placée sur le conduit<B>27 à</B> l'extérieur de la paroi<B>29,</B> règle le débit de vapeur<B>à</B> admettre dans le circuit.
Une vanne 42, avec volant de man#uvre 43, situé<B>à</B> l'extérieur de la paroi<B>29,</B> règle l'admission de l'air secondaire dans le con duit<B>527, 32,</B> en cas de besoin. L'emplacement des vannes 41 et 42, ainsi que le raccorde ment par la tubulure<B>38</B> sont prévus de ma nière<B>à</B> permettre toutes les combinaisons de réglage possibles; soit admission de vapeur <B>d</B> 'eau seule dans le -circuit par obturation de la vanne 42, soit admission d'air secondaire seul par obturation ide la vanne 41, soit, enfin, s'il est nécessaire, le mélange -d'air et de vapeur.
L'admission de l'air chaud, s'échappant dans la. chambre decombustion par la partie supérieure du -dôme<B>13,</B> peut être réglée par le bouchage d'un certain nombre -d'orifice 22, ceux-ci étant prévus en surnombre.
Au lieu de faire traverser le canal 24 par le conduit<B>27, 32,</B> il peut être avantageux. dans certains dispositifs de foyers, de rap procher ledit conduit de la surface de chauffe, en le faïsant longer le mur d'autel du côté du foyer,<B>à</B> une hauteur appropriée, par exemple, en face du joint de la base du dôme<B>13</B> et de la rangée supérieure de bri ques du mur d'autel, en vue, soit d'activer la combustion par un apport -d'air secondaire, soit d'augmenter la fumivorité par la projec- tion de jets d'air chaud dans la direction du combustible.
Dans certaines installations de chaudières existantes, il sera opportun de laisser intact le mur (l'autel tel qu'il aura été établi. On construira, dans ce cas, un second mur d'au tel, adossé au mur existant et reposant en partie sur les barreauxde grille 2, la paroi d'extrémité<B>11</B> étant -constituée par celle de l'autel existant.
# L'installation, faisant l'objet<B>de</B> la pré sente invention, est complétée par un disposi tif de réglaoe de l'admission de l'air au foyer de la chaudière, appliqué<B>à.</B> la porte du cras sier ou cendrier 44 (fig. <B>1, 7</B> et<B>8).</B> Les deux battants 45, 45' sont pourvus chacun -d'ou vertures, telles que 46, respectivement 46' et sont munis,<B>à</B> leur faces intérieures, de deux glissières 47, 47' respectivement et 48, 48' respectivement, sur toute leur hauteur, dans lesquelles peuvent glisser les volets 49, resp. 49'.
Ceux-ci comportent un nombre d'ouver- iures <B>50,</B> resp. <B>50',</B> égal<B>à</B> celui des battants. Un bouton de man#uvre <B>51,</B> resp. <B>51',</B> est fixé<B>à</B> la partie supérieure des volets mobiles 49, resp. 49', et peut coulisser dans la rai nure verticale 52, resp. <B>52',</B> pratiquée dans les battants 45, resp. 45, permettant l'ouver ture ou la fermeture des entrées d'air. Dans la fig. <B>7,</B> on a représenté le volet 49 dans la position d'ouverture sur le battant de gauche et le volet 49' dans celle de fermeture, sur celui de droite.
De ce qui précède, il résulte que l'on dis pose, en tout, de trois réglages d'admission d'air au foyer:<B>10</B> réglage par ouverture en tière ou graduée des deux battants de porte du crassier; 20 réglage par soulèvement si multané ou partiel des volets mobiles des bat tants de porte et<B>30</B> réglage par traction sur la chaîne des volets de prise d'air secondaire, fixés au mur d'autel.
Afin de rendre plus efficace la distribu tion de la vapeur d'eau sous pression traver sant le conduit<B>27</B> (fig. <B>9</B> et<B>10),</B> on a prévu sur celui-ci un trou taraudé<B>53</B> en face de chacun des dégagements<B>26</B> du canal 24. Après la mise en place du conduit<B>27,</B> une buse 54, dont l'une des extrémités<B>55</B> est filetée au pas du trou taraudé<B>53,</B> est intro duite depuis l'extérieur -du dégagement<B>26</B> et vient se fixer pour vissage sur ledit conduit, l'autre extrémité<B>56</B> de la buse 54 étant apla tie,<B>de</B> manière<B>à</B> former jet diffusant, dans le cas où l'on fait circulerde la vapeur d'eau <B>1</B> sous pression dans le circuit décrit.
On peut également prévoir la buse 54 en matière réfractaire et sa fixation au con-duit par un anneau fileté en cuivre, par exemple, pour lui permettre<B>à</B> la fois de résister aux températures élevées du foyer et<B>à</B> la dilata tion normale de son joint.
Enfin, dans certains cas, on peut être amené<B>à</B> envoyer, dans le mur. d'autel, de l'air secondaire, réchauffé par un séjour pro longé sous les grilles du foyer.<B>A</B> cet effet, il est prévu un tube<B>57</B> (fig. <B>11),</B> métallique ou en matière réfractaire, placé sous les gril les du foyer, auxquelles il est suspendu<B>à</B> très faible distance et qu'il longe suivant un par cours plus ou moins long, de manière<B>à</B> ré chauffer le plus possible l'air qui circule<B>à</B> l'intérieur.
L'extrémité<B>58</B> de ce tube débouche<B>à</B> l'extérieur du crassier, de préférence, du côté de la porte où a lieu l'arrivée d'air frais, sous une pression plus ou moins grande.
Dans certains cas, on peut insuffler l'air dans le tube<B>57</B> au moyen d'un ventilateur <B>59,</B> actionné par un moteur<B>60.</B> Le réglage de l'admission de l'air s'opère par la<B>clé 61,</B> placée<B>à</B> l'extérieur -du mur du crassier<B>62.</B> Ses extrémités<B>63</B> :du tube<B>57</B> débouchent en face des entrées 4 des prises d'air<B>3</B> du mur d'autel<B>11.</B> La circulation de l'air s'effectue dans le sens des flèches -de la fig. <B>Il.</B>
Suivant les fig. 12<B>à</B> 14, un ventilateur 64, actionné par un moteur électrique<B>G5,</B> en voie de l'air sous pression dans un tuyau<B>66,</B> muni d'une<B>clé</B> de réglage<B>67.</B> Le tuyau<B>66</B> pénètre dans le mur extérieur'de -chaudière <B>68, à</B> hauteur de la rangée supérieure des supports de briques<B>69</B> (fig. <B>13)</B> du mur d'autel<B>70</B> qu'il traverse ensuite en zig-zag de haut en bas sur toute sa longueur dans la direction des flèches<B>71,</B> en passa-nt entre les pieds -des supports et<B>à</B> travers les chi canes, formées par la superposition des ran gées de briques<B>17</B> (fi-. 2 et<B>3)</B> de la forme d'exécution précédente.
Ce tuyau peut d'ailleurs, dans certaines installations, descendre directement ensuite jusqu'à la base de l'autel d'où il débouchera.
Dans le cas représenté, arrivé dans la par tie du plan de grille<B>72,</B> le tuyau<B>66</B> sort du mur d'autel<B>70</B> et pénètre dans la paroi latérale de foyer<B>73</B> (fig. <B>13</B> et 14), aména gée pour lui permettre un parcours en zig zag de haut en bas, dans le sens des flèches 74 (fig. 12) pour ressortir ensuite de la pa roi<B>73</B> vers le centre -du foyer dans la direc tion de la flèche<B>75</B> (fio,. 14),<B>à</B> proximitt, du sol du crassier, où est placé l'orifice de sortie<B>76</B> (fig. <B>13)</B> de l'air, crient,6 vers le plan de grille,
ce parcours dans le mur d'au tel et dans la paroi latérale servant<B>à</B> ré chauffer le plus possible Pair sous pression.
<B>A</B> l'aplomb de l'orifice<B>76</B> et sous les bar reaux de grille est situé un orifice<B>77,</B> orienté également vers le plan -de grille et formant l'extrémité d'un conduit<B>78,</B> provenant de l'extérieur de la paroi latérale<B>73.</B> Ce con duit<B>78</B> aboutit<B>à</B> un robinet<B>à</B> trois voies<B>79</B> alimenté, d'une part, en vapeur sous pression par le conduit<B>80,</B> pourvu d'une<B>clé</B> de ré glage #81 et, d'autre part, en eau sous pres- si-on, <B>à</B> travers la canalisation<B>82</B> dont le ré glage s'effectue a-u moyen de la<B>clé 83,</B> ce conduit servant<B>à</B> projeter soit de l'eau pul vérisée, soit de la vapeur,
soit un mélange d'eau et de vapeur sous<I>les grilles</I> de l'autel, afin d'humecter le charbon placé sur les grilles.
Le fonctionnement de ce dispositif est le suivant: après le chargement en combustible solide de la chaudière et selon la nature de ce combustible, on admet dans le conduit soit de la vapeur, soit -de l'eau sous pression, en même temps que le ventilateur débite de l'air frais dans le tuyau établi dans le mur d'au tel et dans la paroi latérale du foyer, permet tant<B>à</B> cet air frais de se réchauffer, d'abord sensiblement au contact de l'air secondaire qui circule en sens inverse<B>à</B> travers les chi- canes du mur d'autel, puis -d'une manière beaucoup plus intense<B>à</B> travers la paroi laté rale du foyer.
Cet air chaud sous pression, débouchant<B>à</B> l'aplomb de la sortie de vapeur ou d'eau, ou enfin du mélange de vapeur d'eau sous pression, a pour effet de les dif fuser sous forme -de gouttelettes en les répar tissant sous la surface entière de chauffe.
Une variante -de la canalisation d'air chaud sous pression, dessinée en traits mixtes sur les figures, consiste<B>à</B> établir dans le mur d'autel une dérivation 84 (fig. <B>13)</B> sur le tuyau<B>66,</B> de préférence, dans la partie de son parcours située -dans le prolongement du plan -de grille. Cette dérivation 84 descend jusqu'au pied du mur d'autel, où elle<B>dé-</B> bouche dans le crassier par les canaux secon daires<B>85, 85'</B> et<B>85",</B> par exemple, dans les carneaux<B>86,</B> 86' et<B>86"</B> respectivement.
On peut également faire déboucher cette dérivation dans le crassier,<B>à</B> proximité de l'ouverture du tirage, ou<B>à</B> tout autre endroit jugé convenable.
Selon la marelle des chaudières, on peut faire fonctionner le dispositif de façon con tinue ou par intermittence, de manière<B>à ob-</B> tenir un meilleur rendement de la combus- iion.
L'avantage qui en découle est d'obtenir une combustion plus parfaite, et, de ce fait, de réduire les fumées dans de très grandes proportions.
Au lieu d'utiliser les chicanes aménagées dans le mur d'autel, on peut faire passer<B>le</B> tuyau d'air chaud sous pression derrière une rangée de briques de la paroi du mur d'autel faisant face au foyer.
<B>On</B> peut également supprimer les tuyau teries placées dans les murs de chaudière et faire circuler l'eau, la vapeur et l'air<B>à</B> tra vers des briques creuses, spécialement aména- ,-ées <B>à</B> cet effet.
Les installations décrites présentent les avanta-es suivants: Une circulation régulière de l'air secon daire<B>à</B> l'intérieur du mur d'autel, grâce aux châssis métalliques décrits et<B>à</B> la construe- tion en chicanes du couloir d'acheminement de l"air secondaire aux orifices d'évacuation, situés au sommet du dôme<B>13</B> de mur d'autel.
Une circulation combinée de vapeur sous pression et d'air secondaire au travers d'un circuit fermé, susceptible<B>à</B> la fois, de dimi nuer la production de fumée par la projec tion de vapeur d'eau sur le foyer et d'aug menter le rendement calorifique de la chau dière, au moyen de la rampe de distribution de vapeur d'eau sous pression ou d'air secon daire, selon les besoins,<B>à</B> proximité des bouilleurs.
Enfin, le réglage gradué -de l'admission de Pair sous la grille du foyer par le -dis positif de volets mobiles de la. porte du cras sier et le réglage indépendant des prises d'air secondaire dans le mur d'autel.
Installation to save fuel and reduce smoke in the <B> </B> furnaces. In modern boiler hearth installations, particularly in those intended for heating boilers by means of solid fuel, secondary air is used in order to improve the com bustion and water vapor is available. to reduce the emission of smoke.
The secondary air and water vapor can be used separately or combined, as the case may be, with each other. When it is necessary to provide them both in the same installation, their paths <B> inside </B> the interior of the <B> </B> combustion chamber and over all their outlet openings must be carefully established, so <B> </B> that the action of steam, for example, does not destroy that of the secondary air, which would have the consequence. unfortunate to reduce the efficiency of combustion.
The present invention relates to an installation for saving fuel and for reducing smoke in boiler hearths, comprising an altar wall with secondary air vents <B> with </B> adjustable shutters and internal circulation and at least a <B> altar wall dome element </B> with secondary air <B> </B> distribution ports, a pressurized water vapor distribution channel and a slag or ashtray with at least one movable shutter, installation characterized in that the altar wall is provided with secondary air intakes, under <B> the </B> grille, the admission of which is regulated by a movable shutter controlled from outside the boiler wall, the altar being made up of two refractory brick walls, between which is arranged a baffle duct.
formed by at least one width of bricks placed on metal frames superimposed in several rows interrupted aliernati- - #, ement; at the end walls, so <B> to </B> constitute a corridor for the passage of secondary air, an altar wall dome made of refractory material and in the shape of a semicircle, mounted on two upright feet placed on the walls of the altar wall, constituting a distribution chamber for the reheated secondary air, routed <B> through </B> through the baffles and distributed by outlet openings arranged in a quinconae on the length of the altar wall dome to terminate in the combustion gas discharge chamber,
a few opening into the hearth; that of the right feet of the dome, located on the side of the grille, being pierced along its length by a horizontal tubular channel, intended <B> to </B> receive a distribution duct supplied from the outside of the wall of the hearth and provided with a regulating valve as well as radial openings, inclined towards the grate, duct which then runs parallel to the altar wall and in the opposite direction passing under the lower part of the boilers to join the opening of the duct in the dome of the altar wall and thus forming a distribution circuit with rectangular orifices,
facing the fireplace and drilled in the part of the circuit passing under the boilers; a tubular bypass, leaving the end wall of the altar wall, being connected <B> to </B> this circuit <B> to </B> through an adjustable valve with a view to supplying it from reheated secondary air; a double-leaf <B> </B> cras s door, each provided with air intake adjustment openings, closed by flaps allowing rigorous adjustment of the fresh air admitted under the grille, all these -organisms being combined in such a way that heated secondary air is blown into the hearth to improve the combustion and that water vapor can be dispersed in the chamber of 'evacuation of combustion gases to reduce the release of <B> smoke </B>.
The appended drawing, given <B> to </B> by way of example, shows schematically two embodiments of an installation in accordance with <B> </B> the invention described.
Figs. <B> 1 to II </B> represent a first embodiment; Fig. <B> 1 </B> is an overall sectional elevation <B> through </B> through a furnace hearth; Fig. 2 represents, <B> to </B> larger # 1 scale, an altar wall in the direction of its length, facing the fireplace, in half view <B> to </B> left and in half -Cut, along line AA of Fig. <B> 3, to </B> right, as well as the pipe forming a closed circuit;
Fig. <B> 3 </B> is a cross section, following ZD along liana B-B of fig. 2, from the altar wall; Fig. 4 is an elevation view, <B> to </B> on a larger scale, of the metal frame supporting the bricks of the baffle <B> inside </B> the altar wall; Fig. <B> 5 </B> is the plan view;
Fig. <B> 6 </B> is a cross section, taken along line C-C of fi-. 5; tn Fig. <B> 7 </B> is a front view, <B> to </B> on a larger scale, of the slag door with movable air intake flaps;
Fig. <B> 8 </B> is a cross section, taken along line D-D in fig. <B> 7; </B> Fig. <B> 9 </B> is a partial cross section, <B> to </B> on a larger scale, taken along line F, E of fig. <B> 10, </B> of the # dome of the altar wall, fireplace side, representing a variant # of a side evacuation hole; Fig. <B> 10 </B> is a partial elevation view;
Fig. <B> 11 </B> is a plan view, taken along line F-F of fig. <B> 1, </B> and <B> on </B> larger scale, an air duct located under the fireplace grate; Figs. 12 <B> to </B> 14 show sequentially: a second embodiment of the invention; The fi-. 12 is a section <B> through </B> through a side wall of a furnace hearth, opposite an altar wall; Fig. <B> 13 </B> represents a front view of the altar wall; Fig. 14 is a partial plan view of a boiler hearth.
In a furnace hearth, conforming <B> to </B> the invention, the altar wall <B> 1 </B> (fig. <B> 1, </B> 2 and <B> 3 ) </B> is constructed in a known manner up to the support height of the grid bars 2. However, three secondary air intakes <B> 3 </B> are made in the altar wall, for example removal of a number of bricks, -on the <B> side </B> of the fireplace, below the grid 2.
The inlet 4 of these secondary air intakes <B> 3 </B> is masked by a movable shutter <B> 5 </B> made of refractory brick for example, of suitable shape, provided with a journal <B> 6 </B> which can oscillate in <B> 7 console bearings. </B> A hook <B> 8, </B> in the form of a piton, is fixed <B> to </B> the, outer face valet <B> 5 </B> and receives an operating chain <B> 9 </B> actuated from the outside, <B> at </B> near the boiler driver's station. The shutter <B> 5 </B> carries <B> to </B> its lower part <B> 10 </B> an extra thickness, forming a counterweight, so <B> to, </B> per shutter & plug the air intake inlet when the <B> 9 </B> chain is slack.
<B> A </B> from the level of the grid plane, the altar wall <B> 1 </B> is formed by two walls <B> Il </B> and 12, formed by the stacking of <I> refractory </I> bricks, joined and laid <B> on </B> flat. The wall rises to the base of the dome <B> 13, </B> this height varying according to the types of boilers used.
Between the walls <B> Il </B> and 12 is arranged a chicane corridor, formed by metal frames 14, supported by legs <B> 15 </B> and receiving on their upper face <B> 16 </B> a row of <B> 17 </B> half-thickness bricks, <B> flat </B> inches on the frames 14, which are built -of length such as the legs <B > 15 </B> of the frames <B> to </B> the top row rest on the bricks <B> to </B> flat <B> 17. </B>
The metal frames 14 (fig. 4, <B> 5 </B> and <B> 6) </B> are composed of an iron, of square section, preferably, so <B> to </ B > present an upper surface <B> 16, </B> flat. They are rectangular in shape; their width is that of a normal brick. The height of the four legs <B> 15 </B> of the frame 14 is determined by the height of the secondary air circulation corridor between two superimposed rows of <B> flat </B> bricks. The said corridors are <B> to </B> provided in as many as possible, so that the secondary air reaches a temperature of <B> 3 to </B> 400 <B> <B> to </B> 1 </B> in the dome area <B> 13. </B>
The -dome <B> 13 </B> (fig. 2 and <B> 3) </B> is in cast refractory material, of special composition and able to withstand <B> to </B> temperatures varying between < B> 1800 1 to </B> 2000 '. It rests contiguously on the last thickness of bricks of walls <B> 11 </B> and 12. The central part <B> 18 </B> of the dome <B> 13 </B> is largely hollowed out and serves as a secondary air distributor at the hearth, by means of openings <B> 19 </B> drilled radially in the dome <B> 13, </B> in its upper part.
These orifices <B> 19, </B> distributed in staggered rows over the entire length of the dome <B> 13, </B> have a frustoconical section, the large opening 20 of which opens out <B> to </B> the internal face 21 of the wall of the dome <B> 13 </B> and whose small base 2-2 emerges from a boss <B> 23, </B> of the same material as the dome <B> 13, </ B > in order to give a certain speed <B> to </B> the secondary air escaping from the dome of the altar wall. The bosses <B> 23 </B> serve <B> to </B> retard the corrosion of the outer surface of the dome <B> 13, </B> usually found <B> at </B> the . secondary air outlet, the temperature being raised <B> to </B> this right.
Depending on the length of the altar wall, the <B> 13 </B> dome may have several partitioned components, such as the one described, which will be placed end <B> to </B> end together and will have their special distribution of secondary air.
A channel 24 is pierced right through, following the length of the right foot <B> 9.5 </B> of the dome <B> 13, </B> located above the wall <B> 11 </ B > with <B> clearances </B> 2-6 on the side of the grate 2 of the fireplace. <B> A </B> through this channel 24 passes a metallic tubular duct <B> 27, </B> of smaller cross section than channel 24, to take account of the expansion of the metal, and pierced with ports <B> 28, </B> opposite the clearances <B> 26. </B>
A corrugated iron sleeve, not shown in the drawing, surrounds this duct <B> 27 </B> with a view to its fixing in the channel 24.
The pipe <B> 27, </B> supplied with pressurized water vapor -from the outside of the wall of the fireplace <B> 29 </B> and, after passing through the channel 24 in the direction of the arrow <B> 30 </B> (fig. 2), goes in the direction of the boiler <B> 31, </B> below which it goes to <B> 329, </B> in the opposite direction of the arrow <B> 30 </B> and parallel to the dome <B> 13, </B> -to then descend and enter at <B> 33 </B> at the entrance of the said dome <B> 13 < / B> -in the conduit <B> 27, </B> so as to <B> </B> form a closed circuit.
<B> A </B> the outlet of each dome element <B> 13, </B> the duct <B> 27 </B> is surrounded by refractory material 34 and a sheath <B> 35 , </B> made of sheet metal, so <B> to </B> preserve it against the heat coming from the combustion of the fireplace.
Over the entire length of the section <B> 32 '</B> the duct <B> 27 </B> is pierced with rectangular holes <B> 36, </B> oriented -on the side -of grid 2 and ori fices <B> 37, </B> facing the <U> top </U> of the dome <B> 13 </B> in order to reduce the formation of fumes.
A pipe <B> 38, </B> emerging from the pipe <B> to </B> steam <B> 27, </B> penetrates at <B> 39 </B> in the axis of the wall of 'end 40 of the altar wall <B> 1, </B> thus allowing <B> to </B> the secondary air to enter the circuit <B> 27, 32 </B> described.
A valve 41, placed on the pipe <B> 27 to </B> the outside of the wall <B> 29, </B> regulates the flow of steam <B> to </B> admitted into the circuit.
A valve 42, with handwheel 43, located <B> on </B> the outside of the wall <B> 29, </B> regulates the admission of secondary air into the duct < B> 527, 32, </B> when needed. The location of the valves 41 and 42, as well as the connection via the <B> 38 </B> tubing are provided in such a way <B> to </B> to allow all possible combinations of settings; either admission of steam <B> d </B> 'water alone in the -circuit by closing the valve 42, or admission of secondary air alone by closing the valve 41, or, finally, if necessary, the mixture of air and steam.
The admission of hot air, escaping into the. combustion chamber by the upper part of the -dome <B> 13, </B> can be adjusted by plugging a number of -d'orifice 22, these being provided in excess.
Instead of passing channel 24 through conduit <B> 27, 32, </B> it may be advantageous. in certain hearth devices, to bring said duct closer to the heating surface, by making it run along the altar wall on the firebox side, <B> at </B> a suitable height, for example, in front of the joint of the base of the dome <B> 13 </B> and of the upper row of bricks of the altar wall, in order either to activate the combustion by a secondary air supply, or to increase the fuming by the projection of hot air jets in the direction of the fuel.
In some existing boiler installations, it will be advisable to leave the wall intact (the altar as it will have been established. In this case, a second wall of such, backed up to the existing wall and partly resting on the bars of grid 2, the end wall <B> 11 </B> being -constituted by that of the existing altar.
# The installation, which is the subject <B> of </B> the present invention, is completed by a device for regulating the air admission to the furnace hearth, applied to <B>. </B> the door of the cras sier or ashtray 44 (fig. <B> 1, 7 </B> and <B> 8). </B> The two leaves 45, 45 'are each provided with -or vertures, such as 46, 46 'respectively and are provided, <B> to </B> their inner faces, with two slides 47, 47' respectively and 48, 48 'respectively, over their entire height, in which the shutters 49, resp. 49 '.
These have a number of openings <B> 50, </B> resp. <B> 50 ', </B> equal <B> to </B> that of the leaves. A <B> 51, </B> resp. <B> 51 ', </B> is fixed <B> to </B> the upper part of the movable shutters 49, resp. 49 ', and can slide in the vertical groove 52, resp. <B> 52 ', </B> performed in leaves 45, resp. 45, allowing the opening or closing of the air inlets. In fig. <B> 7, </B> the shutter 49 has been shown in the open position on the left leaf and the shutter 49 'in the closed one, on the right one.
From the foregoing, it follows that there are, in all, three air intake adjustments to the fireplace: <B> 10 </B> adjustment by full or graduated opening of the two door leaves of the slag heap; 20 adjustment by lifting if multane or partial of the movable shutters of the door leaves and <B> 30 </B> adjustment by pulling on the chain of the secondary air intake shutters, fixed to the altar wall.
In order to make the distribution of pressurized water vapor through the pipe <B> 27 </B> (fig. <B> 9 </B> and <B> 10) more efficient, </B> a threaded hole <B> 53 </B> is provided on this one opposite each of the clearances <B> 26 </B> of the channel 24. After the installation of the conduit <B> 27, </ B> a nozzle 54, one of the ends of which <B> 55 </B> is threaded at the pitch of the tapped hole <B> 53, </B> is introduced from the outside of the clearance <B> 26 </B> and is fixed for screwing on said conduit, the other end <B> 56 </B> of the nozzle 54 being flattened, <B> of </B> way <B> to </ B > form a diffusing jet, in the case where pressurized <B> 1 </B> water vapor is circulated in the circuit described.
It is also possible to provide the nozzle 54 of refractory material and its attachment to the duct by a threaded copper ring, for example, to allow it <B> to </B> both to withstand the high temperatures of the hearth and <B > to </B> the normal expansion of its joint.
Finally, in some cases, we can be made <B> to </B> send, in the wall. altar, secondary air, heated by a long stay under the grates of the fireplace. <B> A </B> for this purpose, a tube <B> 57 </B> is provided (fig. < B> 11), </B> metallic or in refractory material, placed under the grills of the hearth, from which it is suspended <B> at </B> very short distance and which it runs along more or less one by course long, so as <B> to </B> reheat as much as possible the air which circulates <B> inside </B>.
The <B> 58 </B> end of this tube opens out <B> to </B> the outside of the slag, preferably on the side of the door where the fresh air inlet takes place, under a more or less pressure.
In some cases, air can be blown into the tube <B> 57 </B> by means of a fan <B> 59, </B> powered by a motor <B> 60. </B> The the air intake is adjusted using the <B> key 61, </B> placed <B> outside </B> the outside of the wall of the slag <B> 62. </B> Its ends <B> 63 </B>: of the tube <B> 57 </B> open in front of the inlets 4 of the air intakes <B> 3 </B> of the altar wall <B> 11. </B> Air circulation takes place in the direction of the arrows in fig. <B> He. </B>
According to fig. 12 <B> to </B> 14, a fan 64, driven by an electric motor <B> G5, </B> passing air under pressure in a pipe <B> 66, </B> provided with a <B> wrench </B> for setting <B> 67. </B> The pipe <B> 66 </B> penetrates into the exterior wall of the boiler <B> 68, at </ B > height of the upper row of brick supports <B> 69 </B> (fig. <B> 13) </B> of the altar wall <B> 70 </B> which it then crosses in zig -zag from top to bottom along its entire length in the direction of the arrows <B> 71, </B> passing between the feet -of the supports and <B> to </B> through the straps, formed by the superposition of the rows of bricks <B> 17 </B> (fig. 2 and <B> 3) </B> of the previous embodiment.
This pipe can moreover, in certain installations, descend directly then to the base of the altar from which it will emerge.
In the case shown, having arrived in the part of the grid plane <B> 72, </B> the pipe <B> 66 </B> exits the altar wall <B> 70 </B> and enters the side wall of the fireplace <B> 73 </B> (fig. <B> 13 </B> and 14), arranged to allow it to travel in a zig zag from top to bottom, in the direction of arrows 74 ( fig. 12) to then emerge from the side <B> 73 </B> towards the center of the focus in the direction of the arrow <B> 75 </B> (fio ,. 14), <B> near, to the dirt floor, where the outlet <B> 76 </B> (fig. <B> 13) </B> (fig. <B> 13) </B> is placed for the air, shout, 6 towards the grid plan,
this path in the wall of tel and in the side wall serving <B> to </B> reheat the air as much as possible under pressure.
<B> A </B> plumb with orifice <B> 76 </B> and under the grid bars is an orifice <B> 77, </B> also oriented towards the plane -of grid and forming the end of a duct <B> 78, </B> coming from the outside of the side wall <B> 73. </B> This duct <B> 78 </B> ends < B> to </B> a <B> </B> three-way valve <B> 79 </B> supplied, on the one hand, with pressurized steam through the pipe <B> 80, </B> provided with an adjustment <B> key </B> # 81 and, on the other hand, with pressurized water, <B> through </B> through the pipe <B> 82 </ B> the adjustment of which is carried out by means of the <B> key 83, </B> this conduit serving <B> to </B> project either pulverized water or steam,
or a mixture of water and steam under <I> the grates </I> of the altar, in order to moisten the charcoal placed on the grates.
The operation of this device is as follows: after loading the boiler with solid fuel and depending on the nature of this fuel, either steam or pressurized water is admitted into the duct, at the same time as the ventilator delivers fresh air in the pipe established in the wall of tel and in the side wall of the fireplace, allowing both <B> to </B> this fresh air to heat up, first noticeably in contact with the secondary air which circulates in the opposite direction <B> to </B> through the chisels of the altar wall, then - in a much more intense way <B> through </B> through the side wall fireplace.
This hot pressurized air, opening <B> at </B> directly above the outlet of steam or water, or finally the mixture of pressurized steam, has the effect of diffusing them in the form - droplets by distributing them under the entire heating surface.
A variant of the pressurized hot air duct, drawn in phantom in the figures, consists of <B> </B> establishing a bypass 84 in the altar wall (fig. <B> 13) </ B> on pipe <B> 66, </B> preferably, in the part of its path located -in the extension of the grid-plane. This bypass 84 descends to the foot of the altar wall, where it <B> </B> unclogs in the dirt by the secondary canals <B> 85, 85 '</B> and <B> 85 ", </B> for example, in the <B> 86, </B> 86 'and <B> 86" </B> flues respectively.
This bypass can also be made to emerge in the slag, <B> near </B> the opening of the draft, or <B> at </B> any other place deemed suitable.
Depending on the hopscotch of the boilers, the device can be operated continuously or intermittently, in order to <B> obtain a better efficiency of the combustion.
The resulting advantage is to obtain a more perfect combustion, and, therefore, to reduce the smoke in very large proportions.
Instead of using the baffles in the altar wall, you can run <B> the </B> pressurized hot air pipe behind a row of bricks in the altar wall facing the wall. hearth.
<B> You </B> can also remove the pipes placed in the boiler walls and circulate the water, steam and air <B> through </B> through hollow bricks, specially arranged. , -eas <B> to </B> this effect.
The installations described have the following advantages: Regular circulation of secondary air <B> inside </B> the interior of the altar wall, thanks to the metal frames described and <B> to </B> the baffle construction of the secondary air channel to the exhaust ports, located at the top of the altar wall dome <B> 13 </B>.
A combined circulation of pressurized steam and secondary air through a closed circuit, capable <B> both </B> of reducing the production of smoke by the projection of water vapor on the furnace and increase the calorific output of the boiler, by means of the pressurized water vapor or secondary air distribution manifold, as required, <B> near </B> the boilers .
Finally, the graduated adjustment -of the air intake under the hearth grille by the positive -dis of the movable shutters of the. cras sier door and independent adjustment of secondary air intakes in the altar wall.