2007.30.1423

De Éditions Paul-Martial
Informations Générales

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Photographe : Inconnu
Support : Papier baryté au gélatino argentique
Dimensions : 24x18 cm
Entreprise : Foyers Automatiques Roubaix

Contributeur(s) :

Jean-Paul DELACRUZ
Date : 1930
Lieu : Roubaix, Nord, France
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Intérieur d'usine, grilles fumivores à chargement automatique en construction

Atelier de montage, fabrication des grilles fumivores à chargement automatique des "Foyers Automatiques Roubaix"


D'autres établissements fabriquent également ce type de grilles. Il en va ainsi de "Babcock & Wilcox".



Grille 1.png



Voici la description de la grille fumivore à chargement automatique faite par la société "Babcock & Wilcox" au début du XXe siècle :


La question du chargement mécanique des chaudières est une des plus difficiles à résoudre, si l’on veut se placer en même temps dans les conditions les plus favorables pour effectuer une combustion parfaite du charbon. Les difficultés proviennent : d’une part, de la diversité dans la nature des charbons à utiliser et des variations subites dans l’allure de marche des chaudières, et, d’autres part, de ce fait que les matériaux qui constituent une grille mécanique se trouvent successivement soumis à des changements brusques de température et, par suite, à des effets rapides de dilatation et de contraction. Un grand nombre de systèmes de grilles mécaniques sont déjà en usage, mais, quels qu’ils soient, leur adoption dans une usine n’est réellement pratique, et par cela nous voulons dire que le prix supplémentaire ne sera justifié, que si l’on se trouve en présence d’au moins l’un des trois cas suivants :

1 – Emploi de charbon demi-gras et gras, ou lignites ;

2 – Fumivorité exigée ;

3 – Nombre important de chaudières. Il est bien certain qu’une chaufferie mécanique permet d’obtenir des chaudières un meilleur rendement, et assure une économie dans la consommation du charbon, du fait de la suppression d’arrivée nuisible d’air froid par les portes des fourneaux si fréquemment ouvertes lorsque la chaudière est chauffée à la main. Mais il est certain également que le bénéfice qu’on peut retirer de ces deux avantages serait insuffisant par lui-même pour amortir, dans un délai suffisamment court, les frais assez élevés d’installation d’une grille mécanique.

Les deux systèmes de grilles mécaniques peuvent être classés en deux catégories :

1 – Ceux qui convertissent le charbon en coke ;

2 – Ceux qui répartissent le charbon sur toute la surface du foyer.

Les premiers répondent exactement aux trois conditions énumérées ci-dessus, et leur principe est basé sur la combustion continue et progressive du charbon, les gaz dégagés à l’avant du fourneau venant se consumer, par leur passage, au-dessus des couches de charbon incandescent qu’ils renferment dans le foyer. Les grilles de la deuxième catégorie ne répondent qu’à la troisième des conditions énumérées ci-dessus ; leur système consiste à répandre le combustible sur le foyer, comme le feraient les bras du chauffeur. La grille fumivore à chargement automatique rentre dans la catégorie des appareils qui convertissent le charbon en coke et donnent une fumivorité absolue.

Description Cette grille peut se diviser en quatre parties : 1 – Le foyer ; 2 – Le chariot portant la grille ; 3 – L’appareil de chargement ; 4 – Le mécanisme et la transmission.

1 – Le foyer au-dessus de la grille ressemble aux foyers à grille ordinaire, avec cette différence que la voûte est beaucoup plus longue. C’est sous cette voûte que se fait la distillation du charbon. En dessous de la grille, le foyer comporte deux murettes limitant le cendrier et, sur ces murettes, un chemin de roulement pour le chariot de la grille ;

2 – Le chariot qui supporte la grille est ainsi fait que tout l’ensemble de la grille peut être ramené en avant de la chaudière pour permettre de visiter tous les organes. Cette manœuvre n’est d’ailleurs pas nécessaire pour remplacer, le cas échéant, des barreaux de grille, remplacement qui peut être fait en quelques minutes. La grille est formée de maillons de faible longueur, reliés ensemble par des axes d’oscillation, et constituant ainsi une chaîne sans fin commandée par un tourteau antérieur. Ces maillons sont en fonte spéciale et s’emboitent latéralement les uns dans les autres, ce qui permet de brûler les menus les plus fins, et tout en assurant un ample passage d’air à la partie active de la combustion, empêchant une rentrée d’air excessive par l’arrière. La chaîne tourne à la partie arrière sur un tourteau semblable dont l’axe est porté dans des coussinets mobiles permettant la tension de la chaîne. Les flasques latérales sont maintenues parallèles au moyen d’entretoises qui portent elles-mêmes des rouleaux parallèles, à intervalles différents, sur lesquels se fait le déplacement de la grille ;

3 – L’appareil de chargement est constitué par une trémie dont les côtés et la face antérieure sont formés par des tôles de fer facilement démontables. La partie arrière est composée de deux portes en tôle garnies intérieurement de pièces réfractaires, et munies de charnières leur permettant de s’ouvrir à droite et à gauche pour permettre l’allumage et, une fois fermées, de servir au réglage de la hauteur du combustible sur la grille. Dans le type le plus récent, la trémie est surélevée au-dessus des portes de foyer, et munie à sa partie inférieure d’un registre tournant qui permet de maintenir la charge de charbon tout en procédant à l’ouverture des portes de foyer ;

4 – Le tourteau avant est commandé par une transmission qui peut être supérieure ou inférieure suivant l’installation. La mise en marche, l’arrêt et les variations de vitesses, sont obtenus au moyen d’un dispositif à engrenages d’un système spécial breveté, qui se manœuvre au moyen d’un seul volant. Cet appareil forme également bain d’huile autour des engrenages, et contient un dispositif de sécurité ou embrayage à friction, désembrayant instantanément les organes moteurs en cas de résistance anormale dans la marche de la grille.



Grille 2.png




Fonctionnement

Le charbon emmagasiné sur une trémie placée en avant et au-dessus de la grille, se dépose sur celle-ci par son propre poids, le grille l’entraîne dans son mouvement d’avancement vers l’arrière du fourneau, mais l’épaisseur du charbon entraîné est limitée par la distance qui sépare le niveau des grilles de la partie inférieure des portes du fourneau qui, dans ce cas, sont disposées d’une manière particulière, en forme de volets coulissant verticalement. Dès son entrée dans le fourneau, le charbon dégage les gaz qu’il contient, ceux-ci brûlent complètement en passant sous la voûte prolongée et ensuite sur des couches de combustible incandescent qu’ils rencontrent en arrière, et le charbon réduit en coke, achève sa combustion, tandis que le grille le transporte au fond du foyer. La vitesse d’avancement de la grille, ainsi que l’épaisseur du charbon, sont réglées de telle sorte que, lorsque la grille a achevé son mouvement de l’avant à l’arrière, le charbon qui s’y était déposé à son entrée soit complètement brûlé et qu’il ne reste plus que des mâchefers qui tombent dans le puits à l’arrière et d’où il est facile de les extraire une fois ou deux par jour, suivant les besoins. Nous avons dit que la vitesse d’avancement était réglée à l’aide de notre dispositif breveté, à la portée du surveillant, l’épaisseur du charbon étant elle-même facilement réglable à l’aide des portes-volets ; il est facile de comprendre, d’après cela, que notre grille mécanique peut être réglée en un instant, même pendant la marche, selon la quantité de vapeur à produire. Lorsque l’usine comporte des variations importantes de consommation, la grille mécanique peut être munie de registres d’air convenablement disposés pour réduire la combustion à des périodes déterminées de faible charge, sans nuire à l’efficacité du système. Ce type de grille mécanique est certainement le plus simple et le plus facile à manipuler de tous deux existant à ce jour et il est à la portée de la compréhension de tout chauffeur. En outre, il possède cet avantage de ne nécessiter aucun ringardage des feux, le décrassage étant automatique.


Avantages

Les principaux avantages de la grille mécanique sont les suivants :

1 – Fumivorité absolue avec tout combustible gras et demi-gras, quelle que soit la proportion de matières volatiles ;

2 – Maximum de rendement thermique et économie de combustible résultant de la combustion complète des charbons et de la suppression d’ouverture des portes du foyer, soit pour le chargement, soit pour le piquage du feu ou le décrassage qui se fait automatiquement. C’est, en outre, la seule forme de grille mécanique dans laquelle il ne puisse se produire de rentrée d’air à l’extrémité postérieure du fourneau et, aussitôt l’allumage fait, on peut passer immédiatement, de la chauffe à la main à la chauffe mécanique, par la simple fermeture des portes du foyer et l’ouverture du registre circulaire de la trémie ;

3 – Économie d’entretien, la grille ayant une durée illimitée par suite de son refroidissement continu et progressif ;

4 – Combustion méthodique et continue limitant l’admission d’air à la quantité strictement nécessaire à la combustion. Aucune porte de chargement à ouvrir une fois la grille en marche ;

5 – Barreaux de forme spéciale à emboîtements donnant, avec un faible écartement, le maximum de passage d’air et le minimum de charbon perdu à travers la grille ;

6 – Manipulation très simple. Deux réglages seulement réclament l’attention : a. La commande de levage de la porte du foyer réglant l’épaisseur ; b. Le changement de vitesse placé sur le mouvement de commande de la grille ;

7 – Facilité de conduite ; Décrassage automatique. Les feux n’ont pas besoin d’être ravitaillés ou décrassés à la main, car le temps du parcours du combustible, entre la trémie d’emmagasinage et l’arrière de la grille, est réglé de telle sorte que la combustion soit complète à ce dernier point et que les cendres et mâchefers seuls viennent tomber dans le puits à cendres. Avec ce type de grille à déplacement continu, les barreaux ne sont jamais longtemps à une haute température et se refroidissent d’eux-mêmes par l’arrivée d’air à travers le brin inférieur du tablier, de sorte que, en principe, les mâchefers ne peuvent se former ;

8 – Possibilité de chauffe à la main. Bien que la grille soit essentiellement mécanique, il y a possibilité de chauffer à la main, en levant la porte du foyer qui s’étend sur toute la largeur de la grille ;

9 – Commande facile. Le mode d’attaque du mouvement est très facile, étant continu, et nécessite peu de force ; il a, de plus, l’avantage de ne faire tomber, à travers la grille, qu’une quantité négligeable de fines non brûlées.


Ce qui montre bien les avantages que peuvent donner les grilles mécaniques, lorsqu’il s’agit d’un charbon approprié et contenant une quantité suffisante de matières volatiles, ce sont les applications nombreuses que nous en avons faites, tant en France qu’en Suisse, notamment dans les Poudreries Nationales, chez M. Mouton, à Paris, la Société d’Électricité de Paris à Saint-Denis, les Tramways de Marseille, le Sanatorium de Zuydcoote, la Société de Peignage à Roubaix, etc., et les installations électriques municipales des villes de Genève, Neuchâtel, Montbovon, etc. En ce qui concerne la lignite, une première application de ce genre a été faite à l’usine de MM. Solvay et Cie, à Salin-de-Giraud (Bouches-du-Rhône), où nous avons installé successivement 12 chaudières de 150 mètres carrés de surface de chauffe chacune. Les essais faits sur les chaudières munies de grilles mécaniques ont permis d’obtenir une vaporisation totale de 14 à 15 kilos par mètre carré de surface de chauffe des chaudières, en même temps qu’un rendement de 5 kilos de vapeur par kilogramme brut de « terres fines » de moins de 5000 calories. Ce sont les meilleurs résultats, tant comme chiffres de vaporisation que comme rendement, qui aient jamais été obtenus avec ce combustible, dont l’emploi est aujourd’hui très répandu dans le Sud-Est de la France, à cause des gisements importants exploités dans le département des Bouches-du-Rhône.



Source : Fonderies & Ateliers de la Courneuve : chaudières Babcock & Wilcox, 1907, Ultimheat Virtual Museum