Appareil de chauffage transportable. Cette invention concerne un appareil de chauffage transportable pour le chauffage d'un fluide par la combustion d'un combus tible solide carboné.
Dans le brevet N 71056, il est décrit un procédé de combustion d'un combustible so lide carboné, selon lequel la quantité de elia- leur produite par unité de temps et la com position des gaz de combustion peuvent être réglées à. volonté indépendamment. l'une clé l'autre, en réglant. la. quantité d'air fournie par unité de temps pour la, combustion et en dirigeant ledit air sous forme d'un jet.
sur une surface libre d'une couche immobile de combustible disposée et portée de faon à assurer, après la pénétration de l'air de com bustion dans la couche de combustible, une sortie des gaz de combustion depuis ladite sur face libre.
Selon ce procédé de combustion, une grande quantité de chaleur petit être dé veloppée par unité de temps pour un débit d'air donné en réglant la pénétration moyenne du jet dans la couche de eonibus- tible de faeon que les gaz .de combustion à la surface de la couche du combustible .contien- tient de l'oxygène et des produits combustibles dans la proportion nécessaire pour leur trans formation sensiblement complète en produits de combustion entièrement brûlés, ladite con dition conduisant à une libération maximum de chaleur pendant la.
combustion qui a lieu dans l'espace de combustion à l'extérieur de la surface de combustible. Le réglage de la. pénétration moyenne peut être effectué en réglant, sans modification du débit d'air, la vitesse du jet d'air et/ou l'angle sous lequel le jet frappe la surface de combustible; un tel réglage peut être effectué pendant la com bustion, afin @de neutraliser un changement quelconque dans les conditions résultant de, dérangements clans la. couche de combustible, qui auraient tendance à modifier la. composi tion clés gaz de combustion.
Selon le procédé précité de combustion, le volume de l'espace, .dans lequel s'opère la, combustion (c'est-à-dire le volume de l'espace libre à l'extérieur de la surface de combus tible) qui est nécessaire pour développer une quantité donnée de chaleur par unité de temps, est exceptionnellement bas; aussi, par! suite clé la température élevée atteinte avec l'emploi d'un minimum d'air de combustion, la quantité de chaleur devant être évacuée par unité de surface à chauffer et par unité de temps peut être exceptionnellement élevée.
Par conséquent, ce procédé de combustion convient tout particulièrement pour un em ploi dans un appareil de chauffage dans le quel une quantité de chaleur élevée doit être développée par unité de poids ou volume.
On a déjà proposé un four monté sur un chariot, que l'on peut employer pour chauf fer une chaudière séparée, selon lequel l'air pour la combustion -d'un combustible solide est. alimenté par aspiration à travers une ou plusieurs ouvertures tubulaires dans la voûte d'une chambre contenant le combustible, de sorte que l'air est, dirigé à grande vitesse contre une surface de combustion opposée à travers les gaz de combustion émis par le combustible. Des produits de distilla tion combustibles sortant du combustible sont. ainsi mélangés à l'air et brûlés en combinai son avec le combustible.
L'air est forcé à pé nétrer dans les ouvertures tubulaires de la voûte par l'aspiration provoquée soit par l'ascension de l'air chaud, soit par un dispo sitif mécanique inducteur. Par conséquent, la quantité d'air envoyée ,dans le four par unité de temps et qui :détermine la quantité de cha leur libérée par unité de temps, et la vitesse de l'air, dépendent de l'intensité .de l'aspira tion; il n'est. pas possible de régler le rapport de conversion des produits entrant en réac tion indépendamment de la. quantité de cha leur libérée.
La présente invention a pour objet un appareil de chauffage transportable pour chauffer un fluide par la combustion d'un combustible solide. Cet appareil est caracté risé en ce qu'il comprend des moyens pour supporter et former une couche de combus tible normalement immobile, laquelle présente une surface libre, et pour forcer un gaz péné trant dans cette couche par cette surface à s'échapper .de la couche par cette surface, des moyens d'admission d'air disposés et agencés de façon que l'air pour la combustion soit dirigé sous forme d'au moins un jet. sur ladite surface libre et que le débit d'air et la pro fondeur de pénétration moyenne du jet. dans la couche de combustible puissent être réglés indépendamment.
l'un de l'autre, un passage pour les gaz de combustion s'échappant de la surface libre de la couche de combustible, des moyens pour amener le combustible sur les dits moyens -de support du combustible, un récipient à fluide constitué par au moins un serpentin disposé dans ledit passage dans le chemin des gaz de combustion et une pompe pour envoyer continuellement du fluide dans ce récipient.
L'expression couche .de combustible so lide normalement immobile est employée ici, ainsi que dans le brevet précité, pour désigner une couche de combustible dans laquelle il n'existe sensiblement, aucun mouvement des particules de combustible relativement l'une à l'autre dans la. zone de combustion, excep tion faite .d'un léger mouvement. relatif dans cette zone résultant du procédé clé couibus- tion on de l'alimentation de nouvelles parti cules -de combustible.
Deux formes .d'exécution de l'appareil se lon l'invention sont. représentées, à titre d'exem,ple, sur les dessins annelés, sur les quels La fig. 1 représente une élévation en coupe transversale d'une chaudière consti tuant. une première forme d'exécution.
La, fib. 2 représente une élévation en coupe transversale d'une deuxième forme d'exécu tion.
La fig. 3 représente une coupe transversale suivant la ligne 3-3 de la fi-. \'.
Selon la fig. 1, la chaudière à. vapeur est portée par une plaque ou bâti de fondation 10, au moy en duquel la. chaudière peut être transportée et. montée sur toute place d'opé ration .désirée, et.
elle comprend une trémie à combustible 11., un puits 12 pourvu d'une plate-forme 13 pour supporter la couche de combustible, un dispositif d'admission d'air comprenant un ventilateur 14 et une buse 15, une chaudière monotube comprenant un tube en serpentin 16 et 17 auquel on amène de l'eau par un tuyau 18 au moyen (l'une pompe à double effet 19 et duquel de la vapeur est retirée par un tuyau 20, et un moteur 21 actionnant le ventilateur 1-1 et la pompe 19.
Le combustible passe depuis la. trémie 11. pourvue d'une fermeture étanche au ;az 22, sur un couloir formé par la partie inférieure 16 du tube de chaudière en serpentin sur la plate-forme 13 du puits 12, afin de constituer une couche de combustible 23 ayant une sur face libre 24. Le puits 1.2 a une dimension telle qu'il puisse loger au moins la, quantité de cendres produite par une charge de com bustible, et la plate-forme 13 est articulée au puits pour pouvoir s'ouvrir en vue du dé-a- bement des cendres.
Lorsqu'elle est fermée, la plate-forme ferme le puits de façon étanche an 'raz.
La buse 1 5 est munie d'une ouverture 25 à travers laquelle l'air pour la combustion est dirigé sous forme d'un jet sur la. surface libre 24 de la couche de combustible 23. Afin de pouvoir modifier la surface en coupe trans versale effective de l'ouverture de la buse, il est prévu une languette 26 qui peut être dé placée à travers l'ouverture en tournant une ti#-e filetée 27 actionnée au moyen d'un bou ton 28. Afin de pouvoir modifier le taux d'ali- mentation d'air, il est prévu une soupape 29 dans un tuyau 30 à travers lequel l'air est alimenté depuis le ventilateur à la. buse.
Si on 1e désire, un dispositif peut être prévu selon lequel le réglage de la. languette 26, qui est nécessaire pour maintenir une vitesse d'air donnée, s'effectue automatiquement lorsqu'on apporte des modifications dans le taux d'ali mentation d'air.
L'eau est pompée d'un récipient 31 au moyen de la pompe 19 dans la partie infé rieure 16 du tube de la chaudière, lequel, à cet endroit, est enroulé autour de la couche de combustible. Pendant sa montée dans cette partie du tube, l'eau est chauffée par la cha leur rayonnante de la couche de combustible. La partie supérieure 17 chi tube de la chau dière est. enroulée dans une conduite de che minée 32 à travers laquelle passent les gaz de combustible après avoir quitté la surface de combustible 24.
Une chicane 33 est. dispo sée au-dessus du serpentin 17, afin de dévier les gaz radialement vers l'extérieur entre les enroulements du serpentin 17, entre lesquels ].'eau est transformée en vapeur et, si on le désire, la vapeur peut être surchauffée. Le tube clé la chaudière à la. partie 17 a. un dia mètre plus grand qu'à. la partie 16, afin de compenser à. un certain degré le volume spé cifique plus large de la vapeur comparé à celui de l'eau. Les gaz quittent, finalement, la conduite 32 et sont déchargés dans une cheminée 34.
Dans le fonctionnement de la chaudière à vapeur ci-dessus, l'ouverture de la buse est réglée au moyen de la languette 26 pour don- lier la composition désirée de gaz pour un taux donné d'alimentation .d'air, c'est-à-dire tune pomposition -de gaz de combustion à la ,
surface ou à proximité .de la surface de com bustible contenant de l'.oxvrène et des pro duits combustibles dans des proportions re- lativ es nécessaires pour leur conversion sen siblement complète en des produits .de com bustion entièrement brûlés. Lorsqu'on désire modifier le taux de combustion, afin de varier le débit de vapeur, le taux d'alimentation d'air est également réglé au moyen de la sou pape 29. Ce réglage tend à provoquer un chan gement correspondant dans la vélocité à la quelle l'air frappe la surface de combustible 24, et à modifier ainsi la pénétration moyenne et la combustion des gaz clé combustion.
Par conséquent, il est également nécessaire de ré gler l'ouverture de la buse, afin de maintenir la vitesse désirée.
Selon la construction des fig. 2 et 3, la chaudière à vapeur comprend une cage exté rieure 40 montée sur une plaque ou bâti de fondation 10, une trémie à combustible 41 (dont la partie inférieure seulement est repré sentée) centrée au-dessus de la cage 40 et pourvue d'une sortie 42, à travers laquelle passe le combustible sur la plate-forme 43 de la cage, une chaudière monotube comprenant un tube en serpentin 44, 45 et 46, et plusieurs buses 47 disposées radialement autour d'une couche de combustible 48 pourvue d'une sur face libre en forme de cône 49.
Le combustible passe .de la trémie 41 à travers l'ouverture 42 sur la plate-forme 43 de la cage 40, afin de former la. couche de combustible 48 pourvue de la surface libre en forme de cône 49. La trémie est pourvue d'une fermeture étanche au gaz (non représentée) de la. même manière que la trémie 11 de la fig. 1. De façon analogue, la plate-forme 43 est articulée à la cage pour l'enlèvement des cendres, et lorsqu'elle est fermée, elle s'ajuste dans la cage d'une manière étanche au gaz.
Sur le côté gauche de la. cage sont montés un moteur 21, un ventilateur 14, une pompe 19 et le réservoir d'eau 31, comme représenté sur la fig. 1, quoique ces parties aient, été omises de la fig. 2. L'eau est pompée dans la partie supérieure 44 dit tube de chaudière en serpentin à travers le tuyau 50.
Elle quitte la, partie supérieure par un tuyau de raccord 51 menant à une partie inférieure 45 qui est enroulée autour de la. couche de combustible et l'espace de combustion, et est. conduite de la partie inférieure au moyen d'un tube de raccord 52 dans une partie centrale 46 de la quelle elle est déchargée soins forme de vapeur dans le tuyau 53.
Les buses 47 sont alimentées en air à par tir d'une source d'alimentation d'air commune 54 à laquelle clé l'air est amené au moyen du ventilateur 14 représenté sur la fig. l . Les buses ne possèdent aucun dispositif pour va rier la grandeur de leurs ouvertures, mais chacune est pourvue < l'une soupape 55 pour lui permettre .d'être mise en et hors service indépendamment des autres. De cette fa çon, la surface en coupe transversale d'en semble :des ouvertures d'admission en service peut être modifiée pour maintenir une vitesse d'air désirée lorsque le débit d'air est changé. Le débit .d'air à. la source 54 est réglé aii moyen d'une soupape 56.
Dans le fonctionnement de la chaudière, de l'air pour la combustion est dirigé depuis les buses 47 sous forme de jets sur différentes parties de la surface libre 49 de la couche de -combustible. Les gaz de combustion sor tant de ladite surface passent vers le haut entre les enroulements -des parties en serpen tin 46 et 44 et sont déchargés dans la con duite -de cheminée 57. La vitesse d'air néces saire pour produire la. combustion désirée clés gaz pour un débit d'air donné est réglée en mettant en service le nombre nécessaire de buses.
Lorsque le débit d'air est modifié au moyen clé la soupape 56, afin de changer l'in tensité de la combustion, le nombre de buses en service chance également en fermant ou en ouvrant certaines des soupapes 55, de sorte que la surface en coupe transversale d'en semble des ouvertures des buses en service est telle qu'elle maintient la vitesse d'air désirée pour le débit d'air.
Lorsque le nombre de buses en service a. été réglé pour donner la vitesse d'air désirée à. un débit d'air fixe, un procédé alternatif de réglage du débit de cha leur de la .chaudière et également du débit de vapeur consiste à fermer complètement l'ali mentation d'air par intervalles au moyen de la soupape 56, de sorte que de la chaleur est libérée de la. couche de combustible par inter valles et pour des périodes appropriées pour produire le débit :de chaleur désiré.
Des irré gularités dans le débit. de la vapeur, qui ont tendance à surgir si l'alimentation d'air est coupée pour de longues périodes, peuvent être évitées en opérant à un débit. d'air fixe plus bas avec un nombre de buses plus petit pour que l'alimentation d'air puisse être coupée pour des périodes plus courtes.