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Perfectionnements aux grilles de foyer,
La présente invention concerne des grilles de foyer et des éléments convenant comme parties constitutives d'une gril*. le de foyer.
Le but principal de la présente invention est de fourw nir une grille de foyer qui permet de porter la température dans le foyer sur la grille à une valeur très élevée et qui est établie de telle manière que la température de la matière de la grille ne devient pas excessive,
Un autre but de l'invention est-de fournir une grille de foyer qui permet un feu brûlant convenablement et unifor mément dont les cendres peuvent être enlevées fapidemen
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-tandis que le pourcentage du charbon non brûlé tombant à travers les ouvertures de la grille est minime seulement.
Un autre but de l'invention est de fournir une grille que l'on peut faire fonctionner avec de l'air réchauffé ayant une température très élevée sans que la grille soit endomma- gée.
Une grille de foyer suivant la présente invention com- prend un corps ayant une surface supérieure exposée au feu avec des trous d'arrivée d'air s'étendant en travers du corps et entourés de parties marginales faisant saillie sur la sur f ace et entourées par des renfoncements d'une profondeur telle qu'en fonctionnement ils restent remplis de cendres non fon- dues, la somme des surfaces des trous d'air et des surfaces des parties qui sont directement expoéées au feu s'élevant à moins de 50% de la superficie totale de la surface supérieur re.
Le revêtement de cendres constitue un isolant très effi- cace. La surface libre à travers laquelle l'air de combustion est fourni au foyer et la surface de métal qui est en contact direct avec le foyer sont réduites @u minimum. En conséquence, l'échauffement de la matière de la grille est également ré- duits*
La présente invention permet que la somme des superfi- cies des ouvertures d'air soit réduite de 5 à 10% de la su- perficie totale de la grille tandis que la superficie de mé- tal qui est directement exposée au foyer s'élève seulement à 20-40% de la surface totale de la grille.
La matière de la grille est chauffée en substance par de la chaleur rayonnante et par contact direct avec le feu.
Dans les barreaux de grille de forme normale la surface d'arri -vée d'air vaut environ 20-40% de la surf ace totale de la grille tandis que la surface de métal qui est immédiatement en contact avec le feu s'élève à 60-75% de la surface totale.
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Par conséquent, dans ces grilles la transmission de chaleur par contact a lieu sur 60-75% de la surface de la grille tan- dis que la transmission de chaleur par rayonnement se produit pratiquement sur toute la surface de la grille parce que les rayons de chaleur pénétrant du feu dans les fentes d'arrivée d'air sont absorbés à peu près complètement par les parois latérales des canaux d'arrivée d'air. Dans les grilles suivant la présente invention, la chaleur de contact et la chaleur de rayonnement sont réduites à environ la moitié et à un tiers respectivement de la valeur se produisant dans les grilles usuelles.
Ces avantages et d'autres encore de la présente inven" tion seront élucidés au moyen de la forme de la réalisation de l'invention représentée aux dessins annexés.
Les fig, 1, 2 et 3 resprésentent une vue en plan, une coupe longitudinale et une coupe transversale respectivement d'un élément de grille suivant la présente invention.
La fige 4 représente une coupe transversale d'une autre forme de réalisation d'un élément de grille suivant l'inven- tion.
La fig. 5 est une section analogue d'une autre forme de réalisation de l'invention.
La fig. 6 est une élévation en partie en coupe d'une grille pourvue d'un autel.
La fig. 7 est une coupe transversale par la ligne VII-VII de la fig. 6.
La fig. 8 est une élévation en partie en coupe d'une grille suivant la présente invention montrant les moyens d'amenée de l'air de combustion.
Les fig. 9 à 12 sont des coupes transversales de for- mes de réalisation de maillons pour grille en chaîne.
La fig. 13 est une coupe schématique d'une grille en chatne.
Comme le montrent les fig, 1 à 3, un élément de grille 1 en forme de bloc, par exemple en fonte, est pourvu de
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trous 2 allant en se rétrécissant à travers le bloc. En coupe transversale les trous ne doivent pas être ronds, mais peuvent également être carrés comme le montre la fig.l.
L'air de combustion pénètre dans la partie la plus large du trou et quitte celui-ci avec une vitesse assez élevée par l'extrémité 2a en forme de tuyère.
Cette vitesse élevée assure un bon effet de refroidis- sement sur ces prolongements 2a dont le bord supérieur annu laire est exposé particulièrement et directement à la cha- leur du feu.
On voit au dessin que la superficie de la grille par laquelle l'air est fourni est relativement petite* La répar tition de l'air sur la grille est ainsi uniforme de sorte que l'influence de ce qu'on appelle le trou dans le feu est petite tandis que la quantité de combustible tombant par les trous d'air de combustion est petite en comparaison des grilles normales.
Entre les prolongements 2a, des espaces 3 sont formés pour recueillir des cendres,
En fonctionnement ces espaces sont remplis de cendres entièrement et de façon continue ce qui forme une couche isolante très efficace. La températuBe du feu juste au- dessus de cette couche peut être élev¯.ée bien au-dessus du point de fusion de la cendre par exemple par fourniture d'air de combustion fortement chauffé par les tuyères 2a. De cette manière les cendres de combustible peuvent être faci- lement enlevées de la grille à l'état sensiblement fondu mais les cavités restent remplies de cendres non fondues.
l'intérieur des tuyères même, la température peut être aisément maintenue en-dessous de 1000 C parce que, comme on l'a mentionné plus haut, l'influence du rayonnement du feu n'est pas très grande.
La fige 4 représente une forme de réalisation dans laquelle la grille ou les blocs formant la grille compren-
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nent une'plaque perforée 4 ou des plaques auxquelles des tuyères 5 ont été fixées, Ceei peut de faire par simple adaptation serrée. La matière de la plaque 4 diffère de préférence de celle des tuyères séparé es 5. Ces dernières peuvent être faites en une fonte spéciale résistant à la chaleur tandis que la plaque peut être en fonte normale ou même en acier doux,
Cette forme de réalisation est particulièrement adap- tée à la résistance aux efforts thermiques. La plaque en acier doux peut se dilater facilement et même si elle est distordue ou déformée datas une certaine mesure, cela n'est pas nuisible pour la grille.
Une surface de contour arbitraire peut être aisément couverte avec ce genre de construction de grille.
Suivant la fige 5 les ftuyères 5 sont allongées et comportent chacune une partie 5a s'étendant à travers la sur- f ace inférieure de la plaque 4.
On a représenté aux fig. 6 et 7 une grille 1, 2 dans une chaudière 10. La partie postérieure de la grille est pourvue d'un autel 6 qui conformément à la présente invention est également composé de blocs 6a, 6b, etc. Ces blocs sont de nouveau pourvus de trous 2 allant en se rétrécissant et de pièces saillantes ou prolongements 2a entre lesquels on a formé des espaces ou des cavités 3 recevant les cendres.
Des ouvertures 8 dans le bloc servent à'fournir de l'air de combustion secondaire au feu se trouvant sur la grille 1, 2.
En-,dessous de l'autel 6 on a monté un registre pivo tant 9 pour le réglage de l'écoulement d'air vers l'autel 6.
Le registre 9 est pourvu d'un bras 11 auquel on a relié en 13 une tige de commande 12.
Deux positions du bras '11 sont représentées.
L'air est fourni en venant de l'espace 14 sous la grille.
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La fig. 8 représente une grille 15 suivant la présen- te invention montée entre les parois 16 et 17 d'une chambre de combustion d'une chaudière ou d'un engin analogue.
Le cendrier est représenté en 18.
L'air pour la combustion est envoyé dans l'espace d'air 23 sous la grille par un ventilateur 19 monté dans un conduit 20 qui s'étend à travers la paroi 17. L'écoulement de l'airest réglé par une soupape obturatrice 21 qui peut 'être actionnée par une tige 22.
Les vues en coupe transversale des maillons de grille en chaîne suivant les fig. 9-12 semblent suffisamment claires sans autre explication.
Des blocs de grille sont simplement pourvus de pivots 24 (fig. 9 et 10) supportés dans des éléments de chaîne mo- biles 25 ou de cavités d'appui 26 supportés avec pivotement sur des bords 27 d'appui d'éléments de chaîne mobiles 28.
Avec les maillons de chaîne, il peut se faire que pendant le mouvement de la chaîne, la quantité de cendres formée par la combustion n'est pas suffisante pour remplir les rainures. Dans ce cas, comme on l'a représenté à, la fig. 13, un petit réservoir 29 rempli de cendres peut être monté en avant du réservoir 30 de fourniture du charbon de telle manière que les espaces 3 recevant les cendres sur la surface de la grille se remplissent de cendres avant la formation d'une couche de charbon 31 sur la grille.
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R e v e n d 1 c a t 1 o h so ......,.........
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Improvements to fireplace grids,
The present invention relates to hearth grates and elements suitable as component parts of a grill *. the focus.
The main object of the present invention is to provide a hearth grate which makes it possible to raise the temperature in the hearth on the grate to a very high value and which is set in such a way that the temperature of the material of the grate does not become not excessive,
Another object of the invention is to provide a hearth grate which allows a properly and uniformly burning fire from which the ashes can be quickly removed.
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-While the percentage of unburnt coal falling through the grate openings is only minimal.
Another object of the invention is to provide a grid which can be operated with heated air having a very high temperature without the grid being damaged.
A hearth grate according to the present invention comprises a body having an upper surface exposed to fire with air inlet holes extending across the body and surrounded by marginal portions protruding from the face and surrounded. by recesses of a depth such that in operation they remain filled with unfelted ash, the sum of the surfaces of the air holes and of the surfaces of the parts which are directly exposed to the fire amounting to less than 50% of the total area of the upper surface re.
The ash coating is a very effective insulator. The free area through which combustion air is supplied to the fireplace and the metal area which is in direct contact with the fireplace are reduced to a minimum. Consequently, the heating of the grid material is also reduced *
The present invention enables the sum of the areas of the air openings to be reduced from 5 to 10% of the total area of the grate while the area of metal which is directly exposed to the fireplace is only increased. at 20-40% of the total grid area.
The grate material is heated in substance by radiant heat and direct contact with fire.
In normal shaped grate bars the air inlet area is approximately 20-40% of the total grate area, while the metal area which is immediately in contact with the fire is approximately 60-75% of the total surface.
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Therefore, in these grids contact heat transmission takes place over 60-75% of the grid area while radiant heat transmission occurs over virtually the entire grid area because the heat rays. Heat entering the fire into the air inlet slits are absorbed almost completely by the side walls of the air inlet channels. In the grids according to the present invention, the contact heat and the radiant heat are reduced to about half and one third respectively of the value occurring in conventional grids.
These and other advantages of the present invention will be elucidated by means of the embodiment of the invention shown in the accompanying drawings.
Figs, 1, 2 and 3 show a plan view, a longitudinal section and a cross section respectively of a grid element according to the present invention.
Fig 4 shows a cross section of another embodiment of a grid element according to the invention.
Fig. 5 is a similar section of another embodiment of the invention.
Fig. 6 is a partly sectional elevation of a gate provided with an altar.
Fig. 7 is a cross section taken on the line VII-VII of FIG. 6.
Fig. 8 is a partially sectional elevation of a grate according to the present invention showing the means for supplying combustion air.
Figs. 9 to 12 are cross sections of embodiments of chain grid links.
Fig. 13 is a schematic section through a chatne grid.
As shown in Figs, 1 to 3, a grid element 1 in the form of a block, for example made of cast iron, is provided with
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2 holes narrowing through the block. In cross section the holes should not be round, but can also be square as shown in fig.l.
The combustion air enters the widest part of the hole and leaves it with a rather high speed through the end 2a in the form of a nozzle.
This high speed ensures a good cooling effect on these extensions 2a, the annular upper edge of which is particularly and directly exposed to the heat of the fire.
It can be seen from the drawing that the area of the grille through which the air is supplied is relatively small * The distribution of the air on the grille is thus uniform so that the influence of what is called the hole in the fire is small while the amount of fuel falling through the combustion air holes is small compared to normal grates.
Between the extensions 2a, spaces 3 are formed to collect ashes,
In operation these spaces are completely and continuously filled with ash which forms a very effective insulating layer. The temperature of the fire just above this layer can be raised well above the melting point of the ash, for example by supplying strongly heated combustion air by the nozzles 2a. In this way the fuel ash can easily be removed from the grate in a substantially molten state but the cavities remain filled with unmelted ash.
Even inside the nozzles, the temperature can easily be kept below 1000 C because, as mentioned above, the influence of the fire radiation is not very great.
Fig 4 shows an embodiment in which the grid or blocks forming the grid comprise
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Neither a perforated plate 4 or plates to which nozzles 5 have been attached, Ceei can do by simple tight fit. The material of the plate 4 preferably differs from that of the separate nozzles 5. The latter can be made of a special heat-resistant cast iron while the plate can be of normal cast iron or even mild steel,
This embodiment is particularly suitable for resistance to thermal stresses. The mild steel plate can expand easily and even if it is distorted or deformed to a certain extent, it is not harmful to the grille.
An arbitrary contour surface can easily be covered with this kind of grid construction.
According to figure 5, the fume hoods 5 are elongated and each have a part 5a extending through the lower surface of the plate 4.
There is shown in FIGS. 6 and 7 a grid 1, 2 in a boiler 10. The rear part of the grid is provided with an altar 6 which, according to the present invention, is also composed of blocks 6a, 6b, etc. These blocks are again provided with narrowing holes 2 and protruding parts or extensions 2a between which spaces or cavities 3 receiving the ashes have been formed.
Openings 8 in the block serve to supply secondary combustion air to the fire on the grate 1, 2.
Underneath the altar 6 a pivot register 9 has been mounted for adjusting the air flow to the altar 6.
The register 9 is provided with an arm 11 to which a control rod 12 has been connected at 13.
Two positions of the '11 arm are shown.
The air is supplied from the space 14 under the grille.
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Fig. 8 shows a grate 15 according to the present invention mounted between the walls 16 and 17 of a combustion chamber of a boiler or similar device.
The ashtray is represented in 18.
The air for combustion is sent into the air space 23 under the grate by a fan 19 mounted in a duct 20 which extends through the wall 17. The air flow is regulated by a shutter valve. 21 which can be actuated by a rod 22.
The cross-sectional views of the chain grid links according to Figs. 9-12 seem sufficiently clear without further explanation.
Grid blocks are simply provided with pivots 24 (Figs. 9 and 10) supported in movable chain members 25 or with bearing cavities 26 pivotally supported on bearing edges 27 of movable chain members. 28.
With chain links, it can happen that during the movement of the chain, the amount of ash formed by combustion is not sufficient to fill the grooves. In this case, as has been shown in, FIG. 13, a small ash-filled tank 29 can be mounted in front of the charcoal supply tank 30 so that the ash-receiving spaces 3 on the grate surface fill with ash before a charcoal layer forms. 31 on the grid.
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