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.