Procédé pour assurer le fonctionnement d'un appareil de chauffage à combustible solide dont le foyer est alimenté par gravité, et appareil de chauffage pour la mise en aeuvre de ce procédé. L'invention comprend un procédé pour assurer le fonctionnement d'un appareil de chauffage à combustible solide, dont. le foyer est alimenté par gravité à partir d'une trémie, ainsi qu'un appareil de chauffage pour la mise en oeuvre de ce procédé.
Il est connu en soi, dans les appareils de chauffage du genre indiqué, à support de combustible perforé ou non perforé, de cher cher à éliminer du foyer les cendres et les mâchefers, par le déplacement, à un moment convenable de la période de combustion, d'un ou plusieurs organes formant poussoirs, établis et aetionnés de manière à balayer, en totalité ou cri partie, l'aire sur laquelle les cendres et les mâchefers viennent se former ou se dé- poNer.
Ainsi, il a été proposé, dans des appareils (le chauffage à foyer alimenté par gravité à l'aide de combustible solide, en particulier de charbons de petit calibre, s'éboulant suivant leur talus naturel sur une sole continue non perforée, en entourant par au moins deux de Ses côtés contigus une tuyère d'amenée d'air primaire disposée au-dessus et à.
quelque dis tance de cette sole, et qui est noyée dans le lit clé combustible, d'écarter les cendres et./ou les mâchefers dudit lit, à l'aide d'un ou de pous- #,oirs actionnés pour se déplacer à travers le lit à partir d'une de ses extrémités, parallèle ment à l'un desdits côtés contigus, en direction de la face en talus opposée du lit de com bustible.
Dans une telle disposition, comme le com bustible frais qui s'éboule vient recouvrir par l'extérieur le lit chargé de cendres et de mâchefers, lors des décrassages, il y a ten dance à l'entraînement, avec les cendres et mâchefers expulsés, de particules au moins encore partiellement combustibles du lit., et il est généralement nécessaire de prévoir, du côté où s'effectue l'évacuation, une aire de dégage ment qu'il convient d'organiser de manière à permettre la combustion, dans la mesure du possible, des portions encore combustibles en traînées hors du lit avec les cendres et mâche fers évacués.
Il en résulte, d'une part, des pertes en combustible et, d'autre part, une complexité et un encombrement accru des appareils.
Dans d'autres appareils connus, la portion supérieure principale du lit de combustible repose, selon son talus naturel, sur un support horizontal, et la. portion inférieure de ce lit s'éboule en talus naturel en dessous dudit sup port, tandis que de l'air primaire de combus tion est amené de l'extérieur sur les deux dits talus. Pour tenter d'éliminer l'es cendres et mâchefers qui se forment dans la portion supé rieure principale du lit, et ceux qui peuvent se trouver ou se former encore dans la portion inférieure du lit, le support est rendu mobile, organisé en poussoir, et déplacé d'abord en.
arrière, vers l'extérieur desdits talus, puis en avant, vers l'intérieur du lit et en direction d'une sortie pourvue d'une entrée d'air secon daire destiné à assurer la combustion des im brûlés.
Dans de tels appareils, non seulement. le passage des cendres et mâchefers de la. portion supérieure principale dans la portion infé rieure du lit est aléatoire mais, dans cette por tion inférieure, des cendres et des mâchefers forment écran pour l'air vis-à-vis des parti- eules encore combustibles et, de toute manière, l'agencement est complexe et susceptible d'une mise hors service rapide.
L'invention a pour but surtout de remé dier à ces inconvénients.
A cet effet, conformément au procédé que comprend l'invention, on forme, à l'aide du combustible, un premier lit de combustible délimité extérieurement par un talus naturel et l'on forme à partir de ce lit, et alimenté par lui, un second lit de combustible égale ment délimité par un talus naturel, et l'on fait arriver en substance tout l'air primaire de combustion sur le talus naturel du second lit, tandis que pour éliminer du foyer les cendres et les mâchefers formés par la combustion, on exerce sur le second lit une action de poussée en direction du talus naturel sur lequel est. amené l'air primaire de combustion.
L'appareil de chauffage que comprend aussi l'invention, pour la mise en #uvre du procédé ci-dessus, comprend une trémie à com bustible, un support agencé pour recevoir du combustible de la.
trémie sous forme d'un pre mier lit délimité extérieurement par un talus naturel du combustible, un second support dis posé pour recevoir du combustible du premier lit, sous forme d'un second lit inférieur limité par un talus naturel libre du combustible, des moyens pour faire arriver pratiquement tout l'air primaire de combustion sur le talus na turel du second lit., ainsi qu'un dispositif à poussoir mobile coopérant. avec le second sup port et. des moyens pour, par un déplacement dudit poussoir mobile en direction du talus naturel recevant l'air primaire de combustion, expulser du foyer les cendres et.
mâchefers for més au cours de son fonctionnement.
Le talus libre du lit inférieur peut. être orienté dans une direction quelconque; il est avantageux de l'orienter à l'opposé du talus libre du lit de combustible supérieur.
Le support sur lequel repose le lit infé rieur peut être sensiblement horizontal, ou bien il peut être incliné, en particulier en di rection ascendante vers le talus libre<B>dé</B> ce lit; il peut être plan ou courbe, et le cas échéant perforé.
Le poussoir peut être constitué d'une ma nière quelconque dès lors qu'il comporte une face terminale, tournée vers le lit, propre à agir sur une couche de hauteur convenable de ce lit, et de préférence une face supérieure propre à constituer un support temporaire pour la portion de lit supérieur qui surmonte le poussoir pendant ses mouvements d'avance et de recul.
De préférence, on donne au poussoir la conformation d'un piston avec la face termi- n.ale de ce piston établie en angle rentrant ou fortement concave.
Le support. pour le lit supérieur est de préférence constitué par une paroi inclinée, en particulier sensiblement suivant le talus naturel du combustible utilisé.
Des moyens peuvent être prévus pour mo difier l'épaisseur du lit supérieur, notamment en relation avec le calibre ou dimensions du combustible utilisé.
Le dessin annexé représente, à. titre d'exemples, des formes d'exécution de l'appa reil selon l'invention, adaptées à des chau dières.
Fig. 1 est une vue en élévation et coupe d'une chaudière montrant. une première forme d'exécution de l'appareil.
Fi-. 2 est une vue analogue, partielle, d'unie autre forme d'exécution.
Fig. 3 et 4 sont des vues de détail, respec tivement en coupe longitudinale et de face, d'un poussoir.
Fig. 5 est une vile partielle, en élévation et coupe, d'une autre forme d'exécution de l'appareil, comportant une variante de pous soir.
Dans la chaudière représentée en fig. 1, 1 désigne une enveloppe qui est établie, au moins en partie, à double paroi, et dans la quelle circule l'eau à chauffer, cette enveloppe étant. équipée, dans sa. partie médiane, d'une trémie 2 pour le combustible, cette trémie s'étendant sensiblement de l'avant à l'arrière de l'enveloppe 1, et surmontant un corps con formé 3, dont la face supérieure est. en double versant et l'inférieure est incurvée, ce corps 3 étant creux et. à circulation, par raccordement de son espace interne à la double paroi de l'enveloppe 1.
Le corps 3 règne de la face antérieure à la. face postérieure de l'enveloppe 1 et, en association avec une arrivée d'air sous pression 4, il forme une tuyère du genre de celles utilisées dans les foyers à air pulsé, notamment pour combustibles solides de petit calibre.
Le bord inférieur de la, trémie 2 et la face supérieure du corps 3 délimitent des passages par lesquels le combustible de la trémie peut s'ébouler par gravité en formant un lit 5 déli mité par des talus naturels 5a et, dans sa partie inférieure, par la. paroi interne de l'en veloppe 1, et dont la dimension E est rendue ajustable.
A cet effet-, la. trémie 2 présente une partie interne mobile 2a dont la position est. réglable en hauteur et qui est constituée à l'aide de plaques pourvues de perforations 2b espacées et. étagées, et suspendues par celles-ci sur des broches 2c faisant intérieurement saillie dans la trémie 2.
La partie interne mobile 2a laisse subsister entre elle-même et le corps de la trémie des passages<I>2d,</I> et une communication 2e de sec tion réglable est ménagée entre la partie supé rieure de la trémie et l'atmosphère extérieure.
L'ensemble constitué par la trémie 2 et l'organe 3 surmonte la portion inférieure de l'enveloppe 1, qui constitue le cendrier 6 de l'appareil. A la partie supérieure de ce cen drier 6, et de part et d'autre de l'organe 3, sont montés des supports 7 s'étendant sur toute la longueur interne de l'enveloppe 1 en dessous des passages 5b et vers le plan vertical médian du foyer, jusqu'à une distance des bords latéraux de l'organe 3 qui est telle que tous les combustibles solides de la gamme des calibres utilisés puissent. se reposer sur les supports 7 en formant en 8 'leur talus naturel. De toute faon, un espace libre suffisant est. conservé entre les extrémités internes desdits supports 7.
Les supports 7 sont montés flottants, en les appuyant simplement, tout. en leur permet tant de basculer quelque peu, sur des barres de support 7a fixées à l'enveloppe 1, grâce à des liaisons à jeu 7b avec d'autres barres de support analogues 7c.
En correspondance, on sensiblement en cor respondance des surfaces supérieures des sup ports 7 sont disposés des poussoirs 9, régnant sur toute la, longueur de l'enveloppe 1, consti tués à la manière de pistons, et montés de façon à se mouvoir très librement dans leurs logements 10, qui sont formés par des consoles 12 fixées à l'enveloppe 1 près de la. face avant et de la face arrière et. éventuellement dans des emplacements intermédiaires de ses parois latérales.
Aux poussoirs 9 sont associés des m6ca- nismes de manoeuvre propres à leur commu niquer des mouvements d'avance et. de recul, ces mécanismes étant constitués par des biel- lettes 13, chacune solidaire en rotation d'un arbre 14 tourillonné dans l'enveloppe 1, et engagées par des fentes 15 sur des axes 16 montés dans les poussoirs 9, l'un des arbres 14 recevant, à l'extérieur de l'enveloppe 1, un levier de manoeuvre 17.
Lorsque des poussoirs 9 sont montés des deux côtés du foyer, comme c'est le cas, pour simplifier les manoeuvres, les mécanismes de man#uvre des poussoirs respec tifs sont accouplés par une commande par leviers 18 et bielle 19, associée aux arbres 14, de manière que les poussoirs 9 se meuvent à l'unisson.
Bien qu'en principe le développement en hauteur des poussoirs 9 puisse être quelconque, il convient de l'harmoniser à l'étendue des talus 8, soit à la distance e, laquelle est dictée par la. puissance calorifique à développer sui vant des facteurs déterminants connus.
En donnant aux poussoirs 9 un développement en hauteur en relation avec la distance e, on ne l'obtient qu'avec un déplacement relative ment. réduit, le resserrement de la masse com- bustible déjà en partie cendreuse se trouvant devant. les pistons devient rapidement suffi sant pour agir sur les cendres et mâchefers avoisinant. les surfaces libres des talus 8 et expulser ces cendres et. mâchefers du lit. en les amenant au-delà des bords internes des sup- ports 7.
En principe également, la face interne des poussoirs 9 peut recevoir une conformation quelconque, par exemple normale à la. direc tion de déplacement; on a constaté qu'il est avantageux pourtant de lui donner une con formation en angle rentrant ou concave, ce qui améliore le resserrement susdit et facilite l'expulsion des mâchefers cohérents lorsque le combustible utilisé en produit, ainsi que la. retenue de la portion supérieure du lit de com bustible et le. mouvement des poussoirs lors des déplacements en avant de ceux-ci.
Dans cet ordre d'idées, les poussoirs peu veut même être munis d'une portion ou patte nettement. saillante vers l'avant à leur bord antérieur et supérieur; en outre, comme le montrent les fig. 3 et 4, ils peuvent être pour vus, à leurs extrémités, de joues 9a propres à agir sur des prolongements en ailes des mâche fers qui peuvent se former aux deux extré mités du foyer.
Pour compléter l'appareil de chauffage, le cendrier 6 est. muni de portes 20 qui peuvent servir non seulement à la vidange du cendrier, mais également comme régulateurs de pression lorsque le foyer est. alimenté en air de com bustion soufflé. Elles sont. dans ce cas établies à la manière de clapets s'ouvrant vers l'exté rieur.
21 désigne des départs des flammes vers la cheminée, et 22 un couvercle de fermeture de la trémie 2.
L'appareil de chauffage décrit fonctionne comme suit: Du combustible solide (le calibre quelcon que, mais sensiblement uniforme, étant chargé dans la trémie 2 après que la partie mobile 2 en a été convenablement ajustée pour le com bustible choisi, ce combustible vient, en s'ébou lant par gravité, former les lits 5 puis, par les passages 5b, les lits inférieurs et. talus 8.
L e fo per étant mis à feu, de l'air de combustion sous pression est. admis par 4 et place, sons pression, le cendrier 6 dont. les portes 20 for mant clapets ont été convenablement ajustées pour la pression considérée; de là, il pénètre dans les talus 8 où une combustion phis ou moins intense se produit et se propage, les lits inférieurs puis les lits supérieurs entrant pro gressivement en ignition et les flammes s'éle vant des talus 5a des lits 5 clans les chambres attenantes et passant, finalement aux départs 21 vers la. cheminée.
L'appel de celle-ci peut, par les canaux on passages 2d, amener de l'air secondaire de combustion aux talus 5a desdits lits 5, et en même temps maintenir la trémie en dépres sion.
La. combustion se poursuivant, des cendres et éventuellement. des mâchefers se forment principalement aux talus 8 et dans le voisinage immédiat de ceux-ci et progressivement d'une manière moins marquée en s'éloignant (le ceux-ci, les lits se tassant et. des portions des lits supérieurs gagnant à mesure les lits infé rieurs reposant. sur les supports 7, tandis qu'en même temps les lits supérieurs sont ali mentés en combustible frais par la réserve de la trémie.
Le processus de cette combustion continue jusqu'au moment. où l'accumulation des cen dres et/ou l'importance des mâchefers en dé termine le ralentissement, rendant le décras sage nécessaire. Le levier<B>1.7</B> est alors manaeii- vré pour déterminer l'avance des poussoirs 9 qui resserrent et poussent devant eux les por tions adjacentes des lits, l'action se prop;
i- geant. de proche en proche et amenant au-delà des bords des supports 7 les cendres et/ou les mâchefers des talus 8 et avoisinant ceux-ci. En môme temps, ces talus sont. reformés par le combustible qui occupait les portions éloignées des supports 7 et que les poussoirs 9 ont poussé devant eux dans leur mouvement d'avance, plus les apports éventuels en prove nance des lits supérieurs, le tout étant en ignition et apte à permettre à la combustion de se poursuivre.
Au retour des poussoirs à leurs positions de départ, les vides laissés devant. eux sont comblés par des portions de combustible s'éboulant des lits supérieurs, lesquels sont. reformés à leur tour à l'aide de combustible en provenance de la trémie.
On a supposé que l'appareil décrit fonc tionnait à l'aide d'air de combustion soufflé, et l'on comprendra. que ce fonctionnement. ne serait pas modifié si l'air de combustion était amené dans le foyer soit. par tirage naturel, soit par tirage induit.
En pareil cas toutefois, les portes 20, au lieu de servir de clapets de refoulement, seront normalement entrouvertes dans la mesure vou lue, ou disposées en clapets d'aspiration.
Si, dans l'appareil décrit, le fonctionne ment est prévu à vent soufflé, les supports 7 seront constitués par des organes non perforés. Si le fonctionnement prévu s'effectue par tirage naturel ou induit, ces supports peu vent être constitués par des organes ajourés, en particulier si le combustible est susceptible de former principalement des cendres. Dans ce cas, à l'avance des poussoirs, une partie de ces cendres peut déjà traverser ces organes ajou rés, ce qui, clans une certaine mesure, facilite le décrassage.
Dans une variante, on pourrait constituer les supports 7 pour qu'ils puissent à volonté former des organes non perforés ou des organes ajourés, en constituant chacun d'eux par deux éléments perforés superposés, et cou lissant. pour recouvrir ou découvrir leur per forations réciproques.
Dans l'appareil décrit, les supports 7 sont sensiblement horizontaux. Dans d'autres for mes d'exécution, telles que celle de la fig. 2, ces supports, sont inclinés. Dans cette forme d'exécution, on reconnait les éléments essen tiels de la fig. 1, sauf que l'organe 3 est cons titué par une portion de surface- inclinée ter- minée inférieurement par un organe à circu lation 3a raccordé à l'enveloppe en double paroi 1 de la chaudière. 23 désigne l'entrée d'air primaire principale, à laquelle peut être raccordé un ventilateur non représenté.
Le support 7 est incliné, et le poussoir 9 est monté pour se déplacer suivant l'inclinai son du support. On observera que, dans ces conditions, pour une même étendue utile du support et une même course du poussoir, l'espace occupé en direction avant-arrière du foyer est notablement réduit, ce qui réduit également l'encombrement d'ensemble de la chaudière.
Un autre avantage de la position inclinée du support 7 est que le combustible qui, pen dant l'avance du poussoir, peut, descendre du lit supérieur, a une moindre tendance à s'ébouler en direction de l'extrémité de dé charge du support 7 et donc d'être éliminé avec les cendres et mâchefers évacués.
Le fonctionnement est le même que dans le cas de la fig. 1, sauf que l'air secondaire amené au talus 5a, au lieu d'être introduit de l'extérieur dans la trémie, provient. du cen drier 6 en passant entre la paroi 3 et un prolongement 3b de celle-ci et la paroi interne de l'enveloppe 1. En rapprochant ou écartant le prolongement 3b de la. paroi voisine de l'en veloppe à l'aide d'une attache réglable 3c, on pourra régler à volonté la quantité d'air secon daire amenée au talus 5a, cet air balayant. en passant l'espace surmontant le combustible dans la trémie 2.
Dans les formes d'exécution décrites, les supports 7 sont plans.. On peut bien entendu les exécuter sous forme d'organes courbés, comme c'est le cas dans la fig. 5, une telle dis position retenant dans une mesure notable les avantages du support incliné de la fig. 2, en évitant, au moins en partie, l'accroissement de puissance nécessité par la manoeuvre d'avance d'un poussoir incliné.
On pourrait encore prévoir des formes d'exécution dans lesquelles le fonctionnement serait automatique, l'appareil étant muni d'un servomoteur propre à actionner le ou les poussoirs par l'intermédiaire du levier 17 et organes associés, sous le contrôle d'un appareil sensible à la chaleur rayonnée par le foyer, en particulier par le ou les talus 8, on d'un thermostat. associé au circuit d'eau de la. chau dière.