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"BRULEUR POUR FOYERS A CHARBON PULVERISE."
La présente invention a pour objet une nouvelle espèce de brûleurs pour foyers à charbon pulvérisé ou à poussier de char- bon, ainsi que le procédé de travail pour ces nouveaux brûleurs.
Suivant la présente invention le brûleur est formée et les admissions d'air et de charbon pulvérisé sont disposées de ma- nière, à ce qu'il se produise à l'intérieur du brûleur un tour- billon constitué par un mélange d'air et de charbon pulvérisé.
De plus, ce tourbillon est formé de manière à ce que son centre, ou noyau, soit constitué par les particules les plus fines du charbon pulvérisé, et à ce que les particules plus grosses de ce dernier forment les zones extérieures du dit tourbillon, la combustion uniforme de ces particules plus grosses étant assurée par le fait, que le tourbillon entier d'air et de charbon pulvéri-
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sé est enveloppé dans une chemise extérieure dt14s974-
Suivant la présente invention la formation du tourbillon d'air et de charbon pulvérisé peut être obtenue de différentes manières.
Ainsi par exemple, cette formation peut être obtenue par le fait, qu'on introduit un mélange d'air et de charbon pul- vérisé dans la chambre de combustion du brûleur, par une conduite ou canal, qui débouche centralement dans la dite chambre, cette conduite ou canal renfermant un organe hélicoïdal ou équivalent, qui impose au courant ou jet d'air et de charbSa pulvérisé, qui le traverse, un mouvement rotatif ou de tourbillonnement.
Le tourbillon peutégalement être formé, ou renforcé par des courants ou jets de charbon pulvérisé et/ ou d'air, admih tan- gentiellement dans la chambre de combustion, les courants ou jets d'air étant conduits avantageusement de manière à se déplacer le long et en contact avec la paroi ou face intérieure de la dite chambre, enenveloppant ainsi complètement te tourbillon d'air et de charbon pulvérisé.
Il est particulièrement important d'obtenir dans ce tourbillon de charbon pulvérisé et d'air des couches ou zones bien différen- tiées. Conformément à la présente invention ceci est atteint par le fait, qu'on donne à la chambre de combustion du brâleur une forme divergente à partir de son fond, cette divergence pouvant être continue ou en gradins ou mixte
On obtient ainsi une expansion soit lente ou progressive, soit brusque du tourbillon de charbon pulvérisé en sens radiaux.
Du fait les particules plus grosses sont chassées vers la périphérie du tourbillon, tandis que les particules fines restent au centre ou noyau de ce dernier, de sorte qu'il en résulte une différentiation du tourbillon de charbon pulvérisé et d'air, en couches ou zones bien distinctes, ou prononcées suivant les gros- seurs des particules du charbon formant, ou contenues dans, le dit tourbillon.
Dans beaucoup de cas, et particulièrement lorsqu'on veut ob- tenir une flamme de charbon pulvérisé très courte, il est avanta-
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geux de faire travailler le brûleur en question avec des vitesses d'air et avec des pressions d'insufflation très élevées, qui dépas- sent considérablement les vitesses et pressions usuelles jusqu'à présent. Au lieu de la vitesse usuelle d'air d'insufflation, d'en- vîrôn 12 m, donnant une flamme relativement longue d'environ 7 à 8m, l'air véhiculaire est insufflé dans le brûleur suivant la présente invention avantageusement à des vitesses de 20 m jusqu'à 50 m et plus, par seconde.
Ceci correspond à une vitesse de sortie aux ori- fices des tuyères de, par exemple, 20 à 45 m par seconde, au lieu de 3 à 4 m dans les brûleurs utulisés jusqu'ici. D'une manière si- milaire on augmente, conformément à la présente invention, la pres- sion d'insufflation à ,par exemple, 300 - 400 m/m et plus.- au lieu des 150-200 m/m usuels jusqu'ici,- et la pression d'insufflation de l'air secondaire à au moins 200 m/m, au lieu de 35-40m/m, avant le réchauffeur d'air. Il est en même temps avantageux de disposer le ventilateur,-qui sert à la production de la pression d'insufflation et à l'introduction de l'air secondaire,- entre le réchauffeur d'air et le brûleur.
On obtient ainsi une moindre différence de pressions entre les carneaux des gaz de fumée et les carneaux d'air, qu'avec la disposition usuelle, suivant laquelle le ventilateur est placé avant le réchauffeur d'air. Ainsi, avec cette nouvelle disposition, le ventilateur produit dans les carneaux d'air du réchauffeur une dépression par exemple, ou approximativement, égale à celle qui est produite par 1 ' exhauteur d' évacuation, des gaz de fumée dans les carneaux traversés par ces derniers.
Grâce au travail du nouveau brûleur avec des vitesses d'insuffla- tion et avec des pressions élevées, on obtient une augmentation considérable du rendement du brûleur, aux mêmes dimensions de ce dernier, ainsi qu'une flamme très courte, n'ayant que peu de mètres de longueur, par exemple une longueur de 2 à 3m. Par conséquent il est possible dans beaucoup de cas,d'utiliser la puissance thermique de cette flamme directement à sa sortie de la chambre de combustion du brûleur, sans avoir besoin de carber ou de retourner la flamme
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au moyen de courants d'air contraires.
De plus, la vitesse élevée de l'air véhiculaire offre la possibilité de réchauffer cet air à une température élevée, sans risquer le danger d'un retour de flamme,Ainsi par exemple, on a obtenu lors des essais des résultats excellents en augmentant la température de l'air véhiculaire d'environ 100 C,- pour le charbon maigre, de 120 C,- pour le coke, de 150 et plus.
Pour l'air secondaire on a même appliqué lors de ces essais des augmentations de température jusqu'à 450 C, et on a obtenu des résultats particulièrement excellents, en admettant cet air secondaire d'une manière dite échelonnée. Ainsi on obtient les meilleurs résultats, lorsqu'on admet l'air-secondaire le plus chaud dans le mélange d'air et de charbon pulvérisé sortant du brûleur, @ et l'air secondaire possédant dès températures moins-élevées dans les zones, ou aux échelons adjacents du brûleur.
Les dessins annexés représentent à titre d'exemple plusieurs modes de réalisation de l'objet de la présente invention.
La fig. 1 représente une coupe axiale dans un brûleur à cham- bre de combustion s'évasant d une manière dite continue.
La fig. 2 représente une coupe suivant AB fig..1.
Les figs. 3 à 11 représentent des coupes axiales et transver- sales dans une série de variantes de construction du brûleur à chambre de combustion échelonnée ou en gradins.
En se rapportant aux figures 1 et 2, le' brûleur comprend une chambre de combustion dont la paroi 1, constituée en matière réfrac taire, s'évase à la manière d'une cloche vers l'extrémité ouverte ou sortie de cette chambre.
Un mélange de charbon pulvérisé et d'air est introduit par l'intermadiaire d'une conduite .2. dans l'extrémité postérieure ou de fond, de cette chambre de combustion.
Dans la partie d'extrémité de cette conduite est disposée une face hélicoïdale 3, qui sert à imposer au mélange de charbon pul- vérisé et d'air un mouvement rotatif, de manière à former un tourbillon.
La dite chambre de combustion est entourée d'un carter 4,
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dont l'intérieur est divisé par une paroi transversale 5 en deux compartiments 6 et 7. Dans ces compartiments on introduit au moyen de la conduite 8 et de ses branches 2. et 10, l'air secondaire, que l'on fait entrer ensuite por les ouvertures ou lumières 11, 12 ,13 et 14 dans la chambre de combustion d'une manière tangentielle telle que cet air se dirige le long de la face intérieure de la paroi 1, en refroidissant dette dernière et en enveloppant en même temps complètement, à la manière d'une chemise, le tourbillon de charbon pulvérisé formé au milieu de la chambre de combustion, comme décrit plus haut.
Grâce à ce fait on obtient une combustion excellente et cer- taine non seulement du noyau du dit tourbillon, mais aussi des porticules de charbon plus grosses, qui se meuvent à la périphérie ou dans la zone périphérique du tourbillon.
Conformément à la présente invention on peut disposer, soit dans l'admission même du mélange de charbon pulvérisé et d'air véhiculaire ou primaire, soit dans la chambre de combustion du brûleur, un brûleur auxiliaire d'allumage, par exemple un brûleur à l'huile d'une construction usuelle quelconque. Suivant la fig. 1 un tel brûleur 15 est disposé dans l'axe dela, conduite 2. Dans ce cas l'organe en spirale, ou hélicoïdal, 3, est constitué par une bande en forme spirale et le brûleur auxiliaire d'al- lumage 15 passe par l'espace central laissé libre par la bande 3. ainsi courbée.
Dans les figures 3 et 4 les parties du brûleur corres- pondantes à celles décrites plus haut par rapport aux figures 1 et 2 sont désignées par les mêmes chiffres de référence .Confor- moment à ces figures 3 et 4 la chambre de combustion possède une section quadrangulaire. Elle s'évase à la manière d'un en- tonnoir en 16. directement à partir de l'orifice du tube d' ad- mission 2.
pour former ensuite une partie à faces parallèles , et en s'évasant ensuite une fois de plus en 17 à la manière d'un entonnoir, on obtient ainsi une double expansion du tour- billon de charbon pulvérisé et d'air aux endroits divergents
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16 et 17 ce qui favorise une formation de couches ou zones diff érent i ées dans le tourbillon,
Les figures 5 et 6 représentent une coupe axiale longi- tudinale et une coupe transversale dans unbrûleur, dont la cham- bre de combustion cylindrique se compose de trois parties 18.
19,20 de diamètres graduellement croissante la dite chambre s'évasant par conséquent d'une manière échelonnée ou en gradins.
Dans chacune de ces parties échelonnées se produit ainsi une expansion brusque du tourbillon de charbon pulvérisé et d'air.
On obtient par conséquent dans la chambre de combustion de ce brûleur une triple expansion du dit tourbillon,- la première à la sortie du tube d'admission 2 ,la seconde au moment du passage de la partie 18 dans la partie 19, et la troisième ,au moment du passage de la partie 12 dans la partie 20. Suivant cet exem- ple de réalisation le brûleur est muni de deux brûleurs auxi- liaires d'allumage21,22 oCes derniers peuvent être disposés avan- tageusement de manière à diriger leurs flammes soit oblique- ment soit tangentiellement dans la chambre de tombustion , ou dans l'une et/bu l'autre des parties de cette dernière.
Grâce à une telle disposition la du les flammes d'allumage sont insuf- flées de manière à favoriser ,elles aussi,la formation du tour- billon de charbon pulvérisé et d'air, et à envelopper ce der- nier ou à être,- pour ainsi dire,- enroulées dans ce tourbillon, d'où la puissance d'allumage de ces flammes est entièrement utilisée. Le cas échéant on peut donner à cette flamme auxiliai- re d'allumage aussi bien dans l'exemple suivant figures 5 et 6, que dans les exemples des autres, figures, c'est-à-dire en géné- rale une longueur ou grandeur telle, qu'elle soit suffisante pour maintenir temporairement ou passagèrement la marche de tra vail ,lors d'une interruption ou d'une diminution dans l'admis- sion du charbon pulvérisé.
D'un autre côté on peut également couper ou éteindre la ou les flammes auxiliaires d'allumage, aussitôt que le tourbillon de charbon pulvérisé et d'air est allumé, si les propriétés du charbon et les autres conditions gararantissent une continuation automatique de combution du dit
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tourbillon .sans flamme auxiliaire d'allumage,
Quant au reste, les chiffres de référence des fi- gures I et 2 utilisés dans les figures 5 et 6 désignent dans cette dernière des parties correspondantes.
Dans les figures 7 ,8 et 9 le chiffre de référence 23. désigne la paroi de la chambre de combustion du brûleur, qui elle présente suivant la figure 7 un évasement en gradin.2! et suivant la figure 2. deux(ou plusieurs)évasements en gra- din 25,26.
Dans ces exemples de réalisation, l'admission du mé- lange du charbon pulvérisé et d'air ne s'effectue pas par le fond mais par les parois latérales de la chambre de combustion du brûleur et, comme représenté dans la coupe transversale sché- matique suivant la figure 8,- qui est valable aussi bien pour lafigure 7 que pour la figure 9.- il y a chaque fois deux ad- missions de charbon pulvérisé 27 et 28 et deux admissions d'air comprimé 29 et 30 qui sont alternativement réparties sur le pourtour de la chambre de combustion.
L'air et le charbon pulvérisé entre dans la chambre de combustion par les orifices 31,32,33,34. Ces orifices présentent avantageusement la forme de fentes allongées, et ils débouchent dans la chambre de combustion dans un sens qui se rapproche de la tangente de manière telle, que les courants ou jets de char- bon pulvérisé et d'air qui en jaillissent, s'enroulement pour ainsi dire sous forme de bandes en spirale les unes sur les autres .On obtient ainsi un tourbillon de charbon pulvérisé et d'air qui se compose entièrement de telles bandes de char- bon pulvérisé et d'air enroulées les unes sur les autres.
Suivant la figure 7, le brûleur est muni d'un brûleur auxiliaire d'allumage 35 disposé au fond de la chambre de com- bubtion. Suivant la figure 9 le brûleur comporte, outre le brû- leur auxiliaire d'allumage 35 disposé au fond de sa chambre de combustion deux brûleurs auxiliaires d'allumage ultérieurs, latéraux 36 et 37 qui débouchent obliquement ou tangentiellement de sorte que leurs flammes sont enroulées dans le tourbillon de charbon pulvérisé et d'air.
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Suivant les figures 10 et II la chambre de combustion 38 de brûleur comporte un évasement en gradin 32. et est en- tourée d'un carter 40. Au travers de ce carter passent quatre conduites d'admission de charbon pulvérisé 41,42,43,44 ,qui débouchent dans les orifices en forme de fentes allongées 45,46, 47,48 s'ouvrant tangentiellement dans la dite chambre de com- bustion De 1 air comprimé est admis dans le carter 40 par les conduites 49,50 et cet air comprimé est insufflé dans les différents compartiments de la chambre de combustion par dès lumières ou fentes d'air correspondantes. Dans ce mode de réalisation on obtient également un tourbillon de charbon pul- vérisé et d'air, qui se compose en quelque sorte de bandes de charbon pulvérisé et d'air enroulées les unes sur les autres;-..
De plus ,un tourbillon ultérieur de mélange d'air et de char- bon pulvérisé est insufflé par le fond de la chambre de combus- tion dans cette dernière, au moyen d'une conduite d'amenée 51 da@@@ laquelle est disposé un organe hélicoïdal' 52,- se der- nier tourbillon formant le noyau de la flamme.Un brûleur auxi- liaire d'allumage 53 disposé dans l'axe du tube d'amenée 51 assure l'allumage de la flamme à charbon pulvérisé .
Il est évident que l'objet de la présente invention se prête à un grand nombre d'autres modes de réalisation que ceux décrits plus haut, sans que l'on s'écarte de l'idée fon- damentale de la présente invention. L'essentiel reste, dans tous les cas, la bonne formation d'un tourbillon d'air et de charbon pulvérisé à couches ou zones différenciées., par effet d'expan- sion, cette dernière étant obtenue par évasement soit continu soit en gradins ou échelonné de la chambre de combustion.
**ATTENTION** fin du champ DESC peut contenir debut de CLMS **.