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Appareil producteur d'air chaud
On connait les appareils producteurs d'air chaud constitués essentiellement par un faisceau de tubes rectilignes chauffés par les gaz brûlés d'un foyer et dans lesquels on souffle ou aspire un courant d'air qui s'échauffe au contact des tubes.Dans ces appareils, sous l'effet de la dilatation les tubes se séparent souvent des plaques d'extrémité et il s'ensuit un fonctionnement défectueux avec pertes d'air chaud et,si l'appareil fonctionne par aspiration, mélange de fumée à l'air chaud.
Ces appareils sont souvent équipés d'un foyer à chargement automatique à vis ou à poussoir d'où encombrement,gros entretien et frais d'installation élevés.
La présente invention a pour objet des perfectionnements destinés à remédier à ces inconvénients.
Elle consiste dans la combinaison d'un avant-foyer à magasin de combustible et chambre de combustion avec un faisceau tubulaire dis. posé dans un caisson,les gaz brûlés passant dans les tubes entre lesquels est établi un courant d'air soufflé.Elle est caractérisée par la combinaison d'un foyer à combustion renversée et d'un faisceau de tubes en U disposés dans un caisson et dans lesquels passent les gaz brûlés.
En variante elle est caractérisée par la combinaison d'une part d'un avant-foyer en maçonnerie comprenant le foyer à magasin et la chambre de combustion,d'autre part d'un caisson tubulaire accolé dans lequel les tubes en U sont remplacés par deux faisceaux de tubes droits de diamètres différents reliés par une chambre commune de raccordement ou de détente des gaz brûlés,le caisson et l'avant-foyer étant raccordés par une buse.
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Une autre caractéristique de l'invention est l'adjonction d'un autel creux en communication avec l'extérieur et disposé à la base de la cloison entre le foyer et la chambre de combustion, cet autel comportant des ouïes laissant pénétrer l'air extérieur dans la chambre de combustion.
Les dessins annexés montrent schématiquement,à titre d'exemples non limitatif 9,deux formes de réalisation de l'invention.
La figure 1 est une coupe de l'appareil montrant la disposition de l'ensemble.
La figure 2 est une coupe transversale suivant A-B du caisson contenant le faisceau tubulaire.
La figure 3 représente en coupe verticale la variante avec foyer en maçonnerie et tubes droits dont le coupe horizontale est représentée à la figure 4.
On a représenté en 1 le foyer dans lequel le combustible 2 est introduit par l'ouverture 3 munie d'un couvercle;il comporte une porte étanche 4 placée à l'avant et à la hauteur de la grille 5 pour surveiller le feu et faciliter le nettoyage.La grille 5 est à décrassage automatique d'un type courant.Le cendrier 6 est rendu étanche par une porte 7.
Le combustible brûle à la partie inférieure 8 et les gaz achèvent de brûler dans la chambre de combustion 9 où ils se débarrassent par gravité des particules solides entrainées.
Les gaz se heurtent à la cloison 10 et passent à l'intérieur des tubes en U 11 en un parcours descendant puis en un parcours asdendant pour aboutir à la cheminée d'échappement 12.Ces tubes en U sont étudiés pour donner aux gaz une vitesse favorable à une bonne transmission de la chaleur.Ils peuvent être constitués de tronçons de différents diamètres assemblés par des réductions et disposés pour que le plus grand diamètre intérieur se trouve à l'entrée des gaz et le plus petit à leur sortie.Les gaz en se refroidissant diminuent de volume et les diverses diminutions de section conservent aux gaz une vitesse à peu près constante.
Dans la variante représentée aux figures 3 et 4 l'ensemble du foyer et de la chambre de combustion est construit en maçonnerie avec accessoires en fonte ou acier.A la base de la cloison en ma- çonnerie séparant le foyer proprement dit de la chambre de combustion est disposé un autel 18 creux, en communication avec l'extérieir de l'appareil et comportant vers la chambre de combustion des ouver. tures 19.Par le tirage de la combustion il se produit un appel d'at@ frais qui refroidit cet autel;cet air se réchauffe au contact des parois chaudes de l'autel et vient se mélanger aux gaz de la combus tion favorisant ainsi la combustion complète des gaz.
Dans cette variante les gaz se heurtant à la cloison 10 passent à l'intérieur des tubes 20 en un parcours descendant, aboutissent à la chambre de raccordement ou de détente 21 et remontent dans les tubes 22 pour aboutir à la cheminée 12.
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Les faisceaux tubulaires sont montés dans un caisson en tôle à l'aide de deux plaques tubulaires supérieure 23 et inférieure 24.La section de passage des gaz dans les tubes est plus grande pour le faisceau parcouru par les gaz descendants que pour le faisceau parcouru par les gaz ascendants pour donner aux gaz une vitesse à peu près constante.Ces tubes disposés verticalement ont à leur partie supérieure une collerette avec joint d'étanchéité;ils sont emmanchés libres et sans jeu dans la plaque tubulaire inférieure pour une libre dilatation.Pour faciliter la libre dilatation des plaques tubulaires 23 & 24 oelles-ci sont indépendantes des parois du caisson et reposent par leurs bords dans un encadrement 25 & 26 avec joint d'étanchéité;
Les tubes sont disposés dans un caisson 13 divisé dans sa partie supérieure par une cloison étanche 14 en deux compartiments contenant l'un les branches ou tubes descendants et l'autre les branches ou tubes ascendants.Ce caisson comporte en 15 la tubulure d'arrivée d'air soufflé et en 16 ou 161 et 162 les tubulures de sortie d'air chaud.
A la base du caisson 13 est disposée une ouverture 17 munie d'un clapet de réglage pour le passage de l'air de soufflage sous grille.
L'air soufflé par la tubulure 15 plonge dans le caisson et en sort par les tubulures 16 en restant dans son parcours en- contact avec la surface extérieure des tubes chauffés;il s'échauffe progressivement au contact de ces tubes.
En cas d'emploi de tubes en U il est recommandé de placer à leur partie basse un bouchon 18 pour permettre l'enlèvement éventuel des poussières entrainées par les gaz.
Une dérivation 27 prise sur la buse de sortie du ventilateur in- suffle de l'air à la base de la cheminée pour activer le tirage.
L'avantage principal du dispositif conforme à l'invention est son faible encombrement.Il présente en outre les avantages suivants: - indépendance de l'avant-foyer et chambre de combustion du caisson renfermant les faisceaux tubulaires; - longévité du foyer grâce à son autel creux refroidi par de l'air extérieur; - libre dilatation des tubes soumis à une très haute température; - chauffage progressif de l'air par circulation à contre-courant; - marche de longue durée,sans rechargement ni surveillance,assurée par le magasin de combustible spacieux du foyer à combustion renversée ne nécessitant aucun mécanisme pour faire avancer le combustible; - maintien hors de la combustion du charbon du magasin,seule la partie inférieure du combustible étant en contact avec la grille et en ignition ;
- 'emploi possible de tous les combustibles maigres ou gras.Le foyer étant.essentiellement fumivore il n'y a pas à craindre d'encrassement des tubes par la suie.
Il va sans dire que les formes,détails,matières premières et dispositions diverses peuvent varier sans sortir du cadre de la présente invention.
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Hot air generator
We know the devices producing hot air consisting essentially of a bundle of rectilinear tubes heated by the burnt gases of a hearth and in which a current of air is blown or sucked which heats up in contact with the tubes. , under the effect of the expansion the tubes often separate from the end plates and it follows a faulty operation with losses of hot air and, if the device operates by suction, mixture of smoke with hot air .
These devices are often equipped with a self-loading screw or push-button fireplace, which takes up much space, heavy maintenance and high installation costs.
The present invention relates to improvements intended to remedy these drawbacks.
It consists of the combination of a fuel store fore-hearth and combustion chamber with a dis tube bundle. placed in a box, the burnt gases passing through the tubes between which a blown air current is established.It is characterized by the combination of a reverse combustion hearth and a bundle of U-shaped tubes arranged in a box and in which the burnt gases pass.
As a variant it is characterized by the combination on the one hand of a masonry fore-hearth comprising the store hearth and the combustion chamber, on the other hand of an adjoining tubular box in which the U-shaped tubes are replaced by two bundles of straight tubes of different diameters connected by a common chamber for connection or expansion of the burnt gases, the box and the fore-hearth being connected by a nozzle.
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Another characteristic of the invention is the addition of a hollow altar in communication with the outside and arranged at the base of the partition between the hearth and the combustion chamber, this altar comprising vents allowing the outside air to enter. in the combustion chamber.
The accompanying drawings show schematically, by way of non-limiting examples 9, two embodiments of the invention.
Figure 1 is a sectional view of the apparatus showing the arrangement of the assembly.
Figure 2 is a cross section along A-B of the box containing the tube bundle.
Figure 3 shows in vertical section the variant with a masonry fireplace and straight tubes, the horizontal section of which is shown in Figure 4.
1 shows the fireplace in which the fuel 2 is introduced through the opening 3 provided with a cover; it has a sealed door 4 placed at the front and at the height of the grid 5 to monitor the fire and facilitate cleaning. The grid 5 has automatic cleaning of a standard type. The ashtray 6 is sealed by a door 7.
The fuel burns in the lower part 8 and the gases finish burning in the combustion chamber 9 where they get rid of the entrained solid particles by gravity.
The gases collide with the partition 10 and pass inside the U-tubes 11 in a descending path then in an ascending path to end at the exhaust stack 12. These U-tubes are designed to give the gases a speed conducive to good heat transmission. They can be made up of sections of different diameters assembled by reducers and arranged so that the largest internal diameter is at the gas inlet and the smallest at the outlet. cooling decrease in volume and the various decreases in section keep the gas velocity more or less constant.
In the variant shown in Figures 3 and 4, the whole of the hearth and the combustion chamber are built in masonry with cast iron or steel accessories. At the base of the masonry partition separating the fireplace proper from the fire chamber. combustion is arranged a hollow altar 18, in communication with the exterior of the device and comprising openings towards the combustion chamber. tures 19.By the combustion draft, there is a call for atmosphere which cools this altar; this air heats up on contact with the hot walls of the altar and comes to mix with the combustion gases thus promoting complete combustion of gases.
In this variant, the gases colliding with the partition 10 pass inside the tubes 20 in a downward path, end in the connection or expansion chamber 21 and rise in the tubes 22 to end in the chimney 12.
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The tube bundles are mounted in a sheet metal box using two upper 23 and lower 24 tube plates. The gas passage section in the tubes is greater for the bundle traversed by the descending gases than for the bundle traversed by the rising gases to give the gases a more or less constant speed.These tubes, arranged vertically, have at their upper part a flange with a gasket; they are fitted free and without play in the lower tube plate for free expansion. the free expansion of the tube sheets 23 & 24 oelles are independent of the walls of the box and rest by their edges in a frame 25 & 26 with a seal;
The tubes are arranged in a box 13 divided in its upper part by a watertight partition 14 into two compartments, one containing the descending branches or tubes and the other the ascending branches or tubes. This box comprises at 15 the inlet pipe of blown air and at 16 or 161 and 162 the hot air outlet pipes.
At the base of the box 13 is arranged an opening 17 provided with an adjustment valve for the passage of the blowing air under the grid.
The air blown through the pipe 15 plunges into the box and leaves it through the pipes 16, remaining in its path in contact with the outer surface of the heated tubes, and gradually heats up in contact with these tubes.
When using U-shaped tubes, it is recommended to place a plug 18 at their lower part to allow the possible removal of dust entrained by the gases.
A bypass 27 taken from the blower outlet nozzle injects air into the base of the chimney to activate draft.
The main advantage of the device according to the invention is its small size. It also has the following advantages: - independence of the fore-hearth and combustion chamber of the box containing the tube bundles; - longevity of the fireplace thanks to its hollow altar cooled by outside air; - free expansion of tubes subjected to a very high temperature; - progressive heating of the air by counter-current circulation; - long duration operation, without reloading or monitoring, ensured by the spacious fuel store of the reverse combustion fireplace requiring no mechanism to advance the fuel; - keeping the store coal out of combustion, only the lower part of the fuel being in contact with the grate and igniting;
- 'possible use of all lean or fatty fuels. The hearth being.essentially smoke-eating there is no fear of clogging of the tubes by soot.
It goes without saying that the shapes, details, raw materials and various arrangements may vary without departing from the scope of the present invention.