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Ptrfiotionntmtntt aux. oha\&d1r.. t,'
Cette invention a trait à des chaudières pour usages domestiques ou industriels et plue particulièrement à des chaudières du genre de celles possédant une trémie interne d'où le combustible est amené par son propre poids à une grille de brulage inclinée.
De telles chaudières ont été* jusqu'ici recommandées pour l'emploi de combustibles riches tels que dos graina
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d'anthracite, du format wpoia* ou "har . "# qui ont un haut pouvoir calorifique et une température de fusion dès cendrée relativement basse et n'étaient pas appropriées à l'usage de combustibles moins riches tels que des anthracites de basse qualité qui ont une température de fusion de cendres plue élevée et du coke. du type de lui '.. -
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vendu sous la marque oommeroiale "Sunbrite".
Quand des anthracites de basse qualité sont brûlés dans les types de chaudières connus jusqu'ici, il est nécessaire d'accroître la pression de l'air primaire délivré par le ventilateur et ce fait tend à annuler la dépression au-dessus du feu et dans les tubes d'évacuation des gaz à l'intérieur de la chaudière, dépression qui est essentielle pour l'évacuation des produits de? combustion.
Cela peut même créer une pression au-dessus du feu, oe qui peut chasser des gaz nocifs par la trémie à combustible,
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fait danjereux dans certaines oirconatanoee.
Quand du coke du type "Sunbrite" est brûle, il y a en plus la nécessité que la conduite d'amenée du combustible doit être de grande dimension pour permettre au coke de passer sans être retenu. Il eet aussi essentiel, quand on brûle un tel coke, d'employer une épaisseur de combus- tible plus grande, ce qui occupe l'espace nécessaire pour la combustion et pour oette raison même, il est nécessaire d'augmenter considérablement l'espace réservé à la combus- tion au-dessus du feu.
L'agrandissement nécessaire du feu tend aussi à obstruer l'entrée de l'air oecondaire par les ouvertures ménagées à la partie postérieure de la chaudière, et il y a un risque sérieux que, étant donné la grande dimension de la conduite d'amenée du combustible, le feu puisse, dans certaines circonstances, atteindre la trémie à combustible et peut être l'enflammer,
Dans le but de pouvoir brûler des types aussi variés de combustibles, il est désirable d'accroître la pression de l'air primaire ainsi que le volume de la partie où la combustion a lieu et de diminuer la résistance au flux des gaz de combustion au travers des cheminées
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d'évacuation, résistance liée & une augmentation de la surface de transfert de ohaleur,
de telle façon qu'une quantité suffisante de ohaleur puisse être fournie à l'eau entourant les tubes.
Un but de la présente invention est de fournir une chaudière du typa indiqué, qu'on peut facilement ajuster pour l'emploi de combustibles de différentes richesses.
Pour un certain aspeot, l'invention fournit une chaudière du type indiqué comme ayant une conduite d'amenée de combustible de la trémie d'une dimension et d'une forme telles qu'elle puisse amener des moroeaux de coke jusqu'au feu et ayant un régulateur ajustable dans cette conduite pour régler l'épaisseur du combustible dans le feu suivant les types, richesses et dimensions des combustibles employés.
Quant-à un autre aspect, la chaudière du type indiqué a une conduite d'amenée de combustible de grande longueur et refroidie à l'eau de tous ses cotés pour diminuer toute tendance du feu à gagner la trémie. Le oouronne se trouvant au sommet de la chambre de combustion peut inolure une face pliée s'étendant en avant et en arrière à partir du haut de la conduite afin d'amener les flammes et les gaz chauds provenant du feu vers les tubes d'évacuation et de les éoarter du combustible qui arrive.
La dite "couronne" qui se trouve au-dessus du feu accroît également l'espace de oombustion au-dessus du feu, ce qui est nécessaire quand on doit brûler du coke, cas où on doit employer une plus grande épaisseur de combustible.
Le réglage d'arrivée du combustible peut être disposé sous un angle qui accroît la distance du feu à l'entrée du combustible et oe fait se combine au refroidisse- ment par l'eau de la conduite d'amenée de combustible pour
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réduire d'autant plus la possibilité d'inflammation dans la trémie. Ce régulateur d'arrivée de combustible peut être du type : plaque ajustable ou plaque rotative.
La"oouronne" accroît aussi la surface de chauffe de la chambre de combustion, oe qui, couplé à l'accroissement de la surface dee tubes, permet un rendement élevé et cela. sans grande augmentation en hauteur et pas d'accroissement de la surface occupée par la chaudière.
Lee autres parties de l'invention qui vont maintenant être décrites en détail avec des références aux dessins ci-jointe sont résumées de la façon la plus simple,
La figure 1 est une élévation seotionelle du profil d'une chaudière, le sommet étant omis.
La figure 2 est une section suivant la ligne II-II de la figure 1.
La figure 3 est une vue partielle d'une chaudière similaire à la figure 2 montrant une modification.
La ohaudière appartient au genre d'appareils ayant une trémie interne 1 ayant au fond une ouverture 2 par laquelle le combustible descend par une plaque inclinée vers l'arrière et vers le bas 3 sur la grille 4 inclinée vers l'avant et vers le haut. L'air primaire pour la combustion est aspiré vers le haut au travers du foyer à partir d'une boîte à air 5 par un ventilateur 6 et l'air seoondaire de combustion est admis à partir de la boîte à air dans l'espace de combustion 7 au travers de l'entrée d'air secondaire 8. Les gaz chauds provenant de la combustion montent dans un certain nombre de tubes 9 et ensuite @ans une cheminée (non dessinée).
Les tubes dans lesquels passent les gaz chauds traversent une chambre contenant de l'eau 10 qui recouvre jusqu'en bas les cotés de la ohaudière, passe soue le fond de la trémie et en dessous du fond de l'espace de combustion.
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Elle *et aussi en communication avec un manohon 10 de la plaque inclinée 3. Une entrée 11 pour'l'eau est prévue au fond de la chaudière et des sorties 12 au sommet, oellee- oi étant doublées de chaque coté de la chaudière, les sortie a appropriées étant connectées à l'installation d'eau ohaude quand la chaudière doit fonctionner.
L'ouverture d'arrivée de combustible 2 au fond de la.trémie 1 est d'une largeur appropriée à l'emploi de coke d'un calibre de 3/8 de pouce à 3/4 de pouce et un régulateur d'admission de combustible est prévu de telle façon que cette grandeur puisse être modifiée pour qu'elle soit appropriée à l'usage d'autres types de combustibles)* plue ou moine riches ou plus ou moine gros.
Comme indiqué sur la figure 1, le régulateur comprend une plaque 13 séparant sur le fond incliné vers le bas et vers l'avant 14 de la trémie. Cette plaque masque l'ouverture 2 d'une façon déterminée par l'obstacle de deux saillies 15 sur la plaque contre des butoirs latéraux 16. Les saillies 15 sont plue proches d'un bord de la plaque que de l'autre de telle façon qu'en inversant la plaque, différentes valeurs de l'ouverture sont obtenues.
Dans la position indiquée à la figure 1, la plaque
13 joue le rôle d'obstacle le plus grand possible. Dans cette position, l'ouverture effective est minimum et la chaudière cet réglée pour brûler de l'anthracite riche ayant comme grosseur de 3/16 à 3/8 de pouce. Dans cette position, la profondeur du foyer est déterminée par le bord le plus bas 17 de la plaque 13 et la descente naturelle du combustible. Le coin 17 peut être droit maie il est de préférence en forme de V aplati dans le but de réduire l'épaisseur du foyer au centre. Le sommet dufoyer sera aloro comme indiqué par la ligne hachurée AA1.
Quand la
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plaque 13 est inversée la chaudière est réglée pour brûler des "pois" et "haricots" d'anthracite de 3/8 à 7/8 de pouce, la profondeur du foyer étant déterminée par le bord 18 de la plaque(formant maintenant le bord inférieur) et le sommet du foyer se trouvant comme indiqué par la ligne en traits d'axe B. Quand la plaque 13 est enlevée, la profondeur du foyer est à son maximum pour brûler des morceaux de coke "Sunbrite" de 3/8 à 3/4 de pouce et cet déterminée par le coin inférieur 19 du fond incliné 14 de la trémie. Le sommet du foyer est oomme indiqué par la ligne en traite d'axe C.
La paroi 20 de l'espace oontenant de l'eau 21 situé sous le fond de la trémie n'incline vers le bas et vers l'arrière depuis le bord 19 de façon à former aveo la plaque inclinée 3 une longue conduite menant à l'espace de combus- tion 7. Cette cloison 20 est moins inclinée que la plaque 3 de telle sorte que la gorge diverge vers l'espace de combustion pour empêcher la retenue de combustible dans la dite gorge. Cette conduite est refroidie à l'eau de tous ses cotés.
A partir du fond de la gorge, la oloieon de la chambre à eau 21 s'incline vers le haut et l'arrière pour donner une couronne 22 à l'espace de combustion 7. Cette couronne détourne les flammes et les gaz chaude provenant du foyer vers les tubes 9 et les écarte du combustible introduit. Elle augmente aussi l'espace de combustion au- dessus du foyer, ce qui est nécessaire quand du coke est employé, ce qui demande une couohe de combustible en ignition beaucoup plus épaisse. Cette "couronne" aooroit é- galement l'aire de chauffe du compartiment ou la combustion est réalisée.
L'air secondaire eet admis au-dessus et vers le centre du foyer au travers de deux fentes d'entrée 8 disposées
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de telle façon qu'elles puissent assurer convenablement une formation uniforme de CO2 au travers du foyer et h l'intérieur de tubes d'évacuation des gaz afin d'accroître l'effioionoe. Ces admissions d'air secondaire sont de forme et de grandeur de section telles qu'elles régularisent la vitesse du flux d'air admis de aorte que le mélange d'air et de gaz à brûler soit correct{ de plus, la vitesse du flux d'air admis est réglé de telle façon qu'il ne puisse déporter les gaz chaude et les flammes vers l'admission de combustible, ce qui aggraverait les risques d'ignition dans la trémie.
Les tentée d'admission d'air secondaire 8 sont disposées l'une près de l'autre, de chaque cote de la ligne centrale du foyer de telle aorte qu'elles fournissent de l'air en direction du centre de celui-ci. Avec certains combustibles, comme il existe une résistan oe relativement basse à l'air primaire, causée par les interstices existant dans le combustible adjacent aux parois de l'enceinte où la combustion est réalisme, il existe une tendanoe à une fourniture trop importante, d'oxygène vers les borde du foyer tandis que les tubes centraux d'évacuation des gaz contiennent un excès de CO du à une défioienoe en oxygène.
La disposition des fentes d'admission d'air secondaire tend à corriger cette situation.
Les fentes d'admission d'air secondaire sont relativement longues et de largeur oroissantde de fe.çon que la vitesse de l'air admis au dessus du feu soit réduite.
Celà empêche que cet air ne chasse les gaz chaude vers la gorge d'admission de combustible et diminue une tendance à promouvoir la combustion dans les couches supérieures du combustible, ce qui pourrait former des scories peu souhai- tables à cet endroit.
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L'air est admis vers les fentes secondaires 8 à partir d'une gallerie 23 qui suit la partie arrière de la chaudière, vers laquelle l'air est admis à partir de la boî- te à air 5 au travers d'une valve réglable 24. Cette valve comprend un disque 25 fixé à une distance réglable d'une ouverture dans le centre de la gallerie entre les deux fentes 8, Le disque 25 est fixé au bout d'une tige filetée qui est viande au travers de la paroi de la boîte à air 5 et est recourbée pour former une poignée 27. Un ressort 28 s'appuie contre les boulons 29 sur la tige 26 et contre la paroi de la chambre de combustion et empêche les mouvements accidentels de la tige 26. La valve d'entrée peut être ajustée par rotation de la poignée 27 pour fournir la quantité d'air secondaire nécessaire à la combus- tion du combustible à brûler.
Sa situation centrale par rapport aux fentes d'admission d'air secondaire assure une distribution équilibrée d'air au travers de chacune d'entre elles.
Les tubes d'évacuation de gaz 9 sont de section rectangulaire ou ovale, sections dont l'axe principal va d'avant en arrière de la chaudière, ce fait augmentant la surface de chauffe sans augmenter la surface plane de la chaudière.
A l'intérieur de ces tubes se trouvent des éléments (non montrés sur les dessins) comprenant un corps central pointu sur lequel sont fixée des ailerons obligeant le gaz à parcourir un chemin en spirale. Les ailerons sont espacés à intervalles de plus en plus petits du bas au sommet de façon à maintenir une vitesse de gaz quasi constante pour compenser la oontraotion des gaz lorsqu'ils se refroidissent.
L'augementation de la surface des tubes accroît non seulement le transvers de chaleur mais, ce qui est plus important, il permet un accroissement de la surface
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d'alésage, ce qui réduit la chute de pression le long du tube, de fait permettant une augmentation de la pression de l'air primaire amené par le ventilateur vers le foyer pour brûler des combustibles de moindre valeur sans perte de dépression, ce qui est essentiel au-dessus du feu pour évacuer les produits de combustion vers la cheminée prinoipale par l'intermédiaire des tubes= autrement il y a un risque que les gaz soient chassés vers la trémie à combustible.
Comme indiqué à la figure 3, le régulateur d'arrivée de combustible dans la trémie peut être du type rotatoire, système comprenant une plaque courbée 30 supportée par un bras 31 fixé à un axe transversal 32 qui peut être tourné par une poignée située à l'extérieur de la chaudière de telle façon que la plaque 30 masque plus ou moins 1'cuver- , ture 2 pour déterminer la largeur effeotive de cette ouverture et pour faire sortir le combustible quand o'est nécessaire.
Un trou 33 est prévu entre la plaque 30 quand elle se trouve dans la position indiquée en traita d'axe et la base inclinée vers l'arrière de la trémie pour empêcher l'écrase- ment du combustible quand on ferme la valve. Quand la valve est dans la position indiquée en traite pleine à la figure 3, elle ferme l'ouverture d'admission de combustible et quand elle se trouve dans la position indiquée en traite d'axe, l'ouverture est complètement ouverte et la chaudière peut être employée pour brûler du ooke, La valve peut être ajustée à toute position entre ces deux extrêmes pour rendre la chaudière apte à utiliser d'autres type de combustibles. Une plaque indicatrice est prévue à l'extérieur de la chaudière pour spécifier la position pour différente combustibles et/ou ouvertures.
On comprendra que l'invention n'est pas limitée aux détails de formes décrits qui peuvent être modifiée sans s'écarter des idées directrice@ qui les déterminent.
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Ptrfiotionntmtntt to. oha \ & d1r .. t, '
This invention relates to boilers for domestic or industrial use and more particularly to boilers of the type of those having an internal hopper from which the fuel is brought by its own weight to an inclined burner grate.
Such boilers have heretofore been * recommended for the use of rich fuels such as dos grain.
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anthracite, of the format wpoia * or "har." # which have a high calorific value and a relatively low ash melting temperature and were not suitable for the use of less rich fuels such as low quality anthracites which have a higher melting temperature of high ash and coke. the type of him '.. -
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sold under the oommeroiale "Sunbrite" brand.
When low quality anthracites are burnt in the types of boilers known heretofore, it is necessary to increase the pressure of the primary air delivered by the fan and this fact tends to cancel the negative pressure above the fire and in the gas evacuation tubes inside the boiler, depression which is essential for the evacuation of products from? combustion.
It can even create pressure above the fire, which can blow harmful gases out of the fuel hopper,
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made dangerous in some oirconatanoee.
When "Sunbrite" type coke is burned, there is further a requirement that the fuel feed line must be of large size to allow the coke to pass through without being retained. It is also essential, when burning such a coke, to employ a greater thickness of fuel, which occupies the space necessary for the combustion and for this very reason, it is necessary to increase the space considerably. reserved for combustion over fire.
The necessary expansion of the fire also tends to obstruct the entry of secondary air through the openings made at the rear of the boiler, and there is a serious risk that, given the large size of the supply pipe fuel, the fire may, under certain circumstances, reach the fuel hopper and may ignite it,
In order to be able to burn such varied types of fuels, it is desirable to increase the pressure of the primary air as well as the volume of the part where the combustion takes place and to decrease the resistance to the flow of combustion gases at the same time. through chimneys
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evacuation, related resistance & an increase in the heat transfer surface,
so that a sufficient amount of heat can be supplied to the water surrounding the tubes.
An object of the present invention is to provide a boiler of the type indicated, which can easily be adjusted for the use of fuels of different levels.
To some extent, the invention provides a boiler of the type shown having a fuel feed line from the hopper of a size and shape such that it can deliver lumps of coke to the fire and having an adjustable regulator in this pipe to regulate the thickness of the fuel in the fire according to the types, contents and dimensions of the fuels used.
As to another aspect, the boiler of the type indicated has a long, water-cooled fuel supply line on all sides to reduce any tendency for the fire to reach the hopper. The crown at the top of the combustion chamber may include a folded face extending forward and backward from the top of the pipe to bring the flames and hot gases from the fire to the exhaust pipes. and keep them away from the incoming fuel.
The so-called "crown" which is located above the fire also increases the combustion space above the fire, which is necessary when coke is to be burned, where a greater thickness of fuel must be used.
The fuel inlet control can be arranged at an angle which increases the distance from the fire to the fuel inlet and this combines with the water cooling of the fuel feed line for
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further reduce the possibility of inflammation in the hopper. This fuel inlet regulator can be of the type: adjustable plate or rotary plate.
The "crown" also increases the heating surface of the combustion chamber, which, coupled with the increase in the surface of the tubes, allows high efficiency and that. without great increase in height and no increase in the area occupied by the boiler.
The other parts of the invention which will now be described in detail with reference to the accompanying drawings are summarized in the simplest way,
Figure 1 is a sectional elevation of the profile of a boiler, the top being omitted.
Figure 2 is a section on line II-II of Figure 1.
Figure 3 is a partial view of a boiler similar to Figure 2 showing a modification.
The boiler belongs to the type of apparatus having an internal hopper 1 having at the bottom an opening 2 through which the fuel descends through a plate inclined backwards and downwards 3 on the grid 4 inclined forward and upwards . The primary air for combustion is drawn upwards through the hearth from an air box 5 by a blower 6 and the secondary combustion air is admitted from the air box into the combustion space. combustion 7 through the secondary air inlet 8. The hot gases coming from the combustion go up in a certain number of tubes 9 and then @ans a chimney (not shown).
The tubes in which the hot gases pass pass through a chamber containing water 10 which covers the sides of the boiler down to the bottom, passes through the bottom of the hopper and below the bottom of the combustion space.
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It * and also in communication with a manohon 10 of the inclined plate 3. An inlet 11 for water is provided at the bottom of the boiler and outlets 12 at the top, oellee-oi being doubled on each side of the boiler, the appropriate outlets being connected to the hot water installation when the boiler is to be operated.
Fuel inlet 2 at the bottom of hopper 1 is of a width suitable for the use of 3/8 inch to 3/4 inch gauge coke and an inlet regulator of fuel is planned in such a way that this size can be modified to be suitable for the use of other types of fuels) * bigger or rich monk or more or fat monk.
As shown in Figure 1, the regulator comprises a plate 13 separating on the downward and forward sloping bottom 14 of the hopper. This plate masks the opening 2 in a manner determined by the obstacle of two protrusions 15 on the plate against side stops 16. The protrusions 15 are closer to one edge of the plate than to the other in such a way. that by inverting the plate, different values of the opening are obtained.
In the position shown in figure 1, the plate
13 acts as the biggest obstacle possible. In this position, the effective opening is minimum and the boiler is set to burn rich anthracite having a size of 3/16 to 3/8 inch. In this position, the depth of the hearth is determined by the lowest edge 17 of the plate 13 and the natural descent of the fuel. The corner 17 may be straight, but it is preferably in the shape of a flattened V in order to reduce the thickness of the hearth in the center. The top of the hearth will be aloro as indicated by the hatched line AA1.
When the
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plate 13 is inverted the boiler is set to burn 3/8 to 7/8 inch anthracite "peas" and "beans", the depth of the hearth being determined by edge 18 of the plate (now forming the edge bottom) and the top of the hearth lying as indicated by the center line B. When plate 13 is removed, the depth of the hearth is at its maximum for burning pieces of "Sunbrite" coke from 3/8 to 3/4 of an inch and this determined by the lower corner 19 of the inclined bottom 14 of the hopper. The top of the focal point is indicated by the line dealing with axis C.
The wall 20 of the water-containing space 21 located under the bottom of the hopper slopes downward and backward from the edge 19 so as to form with the sloping plate 3 a long pipe leading to the bottom. Combustion space 7. This partition 20 is less inclined than plate 3 so that the groove diverges towards the combustion space to prevent retention of fuel in said groove. This pipe is water cooled on all sides.
From the bottom of the throat, the oloieon of the water chamber 21 tilts up and back to give a crown 22 to the combustion space 7. This crown diverts the flames and hot gases coming from the combustion chamber. focus towards the tubes 9 and separates them from the fuel introduced. It also increases the combustion space above the hearth, which is necessary when coke is used, which requires a much thicker igniting fuel layer. This “crown” also aoor the heating area of the compartment where combustion is carried out.
The secondary air is admitted above and towards the center of the fireplace through two inlet slits 8 arranged
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in such a way that they can properly assure uniform formation of CO 2 through the hearth and inside the gas discharge tubes in order to increase the effioionoe. These secondary air intakes are of a shape and size of section such that they regulate the speed of the air flow admitted from the aorta that the mixture of air and gas to be burnt is correct {moreover, the speed of the flow air intake is adjusted in such a way that it cannot deport the hot gases and flames towards the fuel intake, which would increase the risk of ignition in the hopper.
The secondary air intake tents 8 are arranged one close to the other, on each side of the center line of the focus of such aorta that they supply air in the direction of the center thereof. With some fuels, as there is a relatively low resistance to the primary air, caused by the interstices existing in the fuel adjacent to the walls of the enclosure where combustion is realism, there is a tendency to over-supply, d oxygen to the edges of the hearth while the central gas evacuation tubes contain an excess of CO due to oxygen deficiency.
The arrangement of the secondary air intake slots tends to correct this situation.
The secondary air intake slots are relatively long and of oroissantde width so that the speed of the air admitted above the fire is reduced.
This prevents this air from driving hot gases to the fuel inlet throat and decreases a tendency to promote combustion in the upper layers of the fuel which could form undesirable slag there.
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The air is admitted to the secondary slots 8 from a gallery 23 which follows the rear part of the boiler, towards which the air is admitted from the air box 5 through an adjustable valve. 24. This valve comprises a disc 25 fixed at an adjustable distance from an opening in the center of the gallery between the two slots 8, The disc 25 is fixed at the end of a threaded rod which is meat through the wall of the valve. the air box 5 and is curved to form a handle 27. A spring 28 bears against the bolts 29 on the rod 26 and against the wall of the combustion chamber and prevents accidental movements of the rod 26. The valve d The inlet can be adjusted by turning the handle 27 to provide the amount of secondary air necessary for the combustion of the fuel to be burnt.
Its central location in relation to the secondary air intake slots ensures a balanced distribution of air through each of them.
The gas discharge tubes 9 are of rectangular or oval section, sections whose main axis goes from front to rear of the boiler, thereby increasing the heating surface without increasing the flat surface of the boiler.
Inside these tubes are elements (not shown in the drawings) comprising a pointed central body to which are fixed fins forcing the gas to travel a spiral path. The ailerons are spaced at smaller and smaller intervals from bottom to top to maintain a nearly constant throttle speed to compensate for the strain of throttle as it cools.
The increase in the surface of the tubes not only increases the heat transverse but, more importantly, it allows an increase of the surface
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bore, which reduces the pressure drop along the tube, thereby allowing an increase in the pressure of the primary air supplied by the blower to the hearth to burn less valuable fuels without loss of vacuum, which is essential above the fire to evacuate the products of combustion towards the main chimney via the tubes = otherwise there is a risk that the gases will be expelled towards the fuel hopper.
As shown in Figure 3, the fuel feed regulator in the hopper can be of the rotary type, system comprising a curved plate 30 supported by an arm 31 fixed to a transverse axis 32 which can be rotated by a handle located at the top. The exterior of the boiler so that the plate 30 more or less masks the opening 2 to determine the effective width of this opening and to release fuel when needed.
A hole 33 is provided between the plate 30 when in the position shown on the axis and the rearwardly inclined base of the hopper to prevent crushing of the fuel when the valve is closed. When the valve is in the position indicated by full milking in figure 3, it closes the fuel inlet opening and when it is in the position indicated by the axis, the opening is fully open and the boiler can be used to burn ooke. The valve can be adjusted to any position between these two extremes to make the boiler suitable for using other types of fuels. An indicator plate is provided on the outside of the boiler to specify the position for different fuels and / or openings.
It will be understood that the invention is not limited to the details of the shapes described which can be modified without departing from the guiding ideas which determine them.