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Procédé et dispositifs pour le chauffage au. charbon pulvérisé -de foyers de toute nature.
Cette invention a pour objet an procédé et les dispositifs correspondants pour le chauffage au charbon pulvérisé de foyers de toute nature.
Certaines installations de chauffage au charbon pulvérisé offrent 1!inconvénient de ne pas assurer une com-
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bastion sffisamment complète des particules de charbon en- voyées dans le foyer ce cirzi détermine une réduction de température et une 'diminution de rendement.
Le procède d'après l'invention qui remédie à ces
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inconvénient
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inconvénients consiste à envoyer le mélange d'air et le charbon pulvérise dans une chambre de combustion divisée en une série de chambres individuelles de tente conforma- tion appropriée, régulière ou non, portées à une température convenable de préférence au moins égale à la température d'inflammation du charbon, lesdites chambrée étant censtituées par les interstices existant entre des empilages ou matières de remplissage ménagés dans la chambre de combustien, dans le but, en divisant le jet de charbon pulvérisé dans le foyer, d'assurer une combustion très rapide et complète dans le minimum d'encombrement.
Dans le dessin annexé qui représente des exemples de réalisation de foyers établis peur la-mise en oeuvre du procédé d'après 1'invention:
Fig, 1 est une vue en coupe schématique *outrait une première réalisation,
Fig. 2 eu est une variante,
Fig. 3 est une vue schématiqeu également fin coupe montrait une deuxième forme de réalisations,
Fig. 4 est une variante de fig. 3,
Figs. 5 et 6 sont, respectivement, une coupe verticale et une coupe horizontale d'une autre ferme d'exé- cation schémaitque,
Fige. 7 et 8 mentrent des formss de cens traction d'installations pour le chauffage de foyers d'après les schémas des figs, 1 et 3, lige.
9 et 10 sont des variantes de disposition de fig. 7,
Fig. 11 montre l'agencement d'une chambre de combustion mobile indépendante du feye à chanffer,
Fig. 12 montre l'agencement du foyer d 'aprës l'invention pour chauffer un creuset,
Fig. 13 est une coupe suivant AB'de fig. 15 d'une forme de diffuser
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Fig. 14 en est une vue extérieure,
Fig. 15 une coupe suivant CD de fig. 13
Fig. 16 est une variante de fig. 15
Fig. 17 est une forme d'exécution une coupe axiale schématique montrant la liaison avec la chambre de combustion au moyen d'un exemple de joint rutatif.
Fig 18 est une variante defig.17,
Fig. 19 est une coupe transversale schématique d 'une autre variante,
Dans la forme d'exécution de fig, 1, la chambre de combustion comporte une enceinte 1, dans laquelle sont logés des blocs 2, en une matière incombustible appropriée et présentant une forme géométrique ou non, en laissant ainsi, entre les blocs voisins, des interstices à travers lesquels pourra passer le courant d'air constituant véhicule du charbon pulvérisé. A la partie inférieure de l'enceinte 1, occupée par les blocs 2, la paroi de cette enceinte comporte des ouvertures 3-4 destinées à recevoir des tuyères pour l'injection à l'intérieur de l'enceinte 1, du mélange d'air et de charbon pulvérisé.
L'enceinte 1 comporte une ouverture 5 pour la sortie des gaz chauds produits par la combustion du charbon pulvérisé. Elle comporte également une ouverture avec un couvercle 6 pour la mise e place et le retrait éventuel des blocs 2 et elle présente à sa partie inférieure un orifias 7 pour l'évacuation des cendres fondues.
Le fonctionnement est le suivant:
Les blocs incombustibles 2 ayant été portés préalablement à l'incandescence de toute manière appropriée, on injecte par les tuyères 3-4 le mélange d'air et de charbon pulvérisé qui, sous l'effet du la pression de refoulement, chemine dans les interstices existant entre
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les blocs 2.
Par suite du contact intime entre les blocs 2, le enarbons'enflamme immédiatement et les gaz résultant de sa décomposition subissent une combustion très rapide grâce à l'action rayonnante des blocs incandescente autour desquels circule le mélange d 'air et de gaz.Les gaz chauds provenant de la combustion s'échappent par l'ouverture de sortie 5 pour être envoyés au four eu à la chaudière nm représentés tandis que les résidus de combustion constitués par des cendres liquides, s'échappent par l'orifice d'éva- cuation 7.
Les blocs 2 loges dans l'enceinte 1, peuvent présenter toute dimension et toute forme voulue, géométrique ou non, c'est-à-dire, être grossièrement concassés. Ces blocs seront en toute substance convenable, de préférence réfractaire et la chambre qui contient les blecs 2 pourra, présenter toutes dimensions voulues suivant le réaultat cherché.
L'enceinte 1 pourrait comporter, plus des ouvertures telles que 3-4, recevant les tuyèrs d 'isjection, des tuyères supplémentaires recevant uniquejent de l'air froid ou réchauffé destiné à parfaire la combustion.
L'air de combustion amenant le charbon pulvérisé par les ouvertures 3-4 pourrait aussi être réchanffé avait son introduction dans le f oyer.
Fig. 2 montre une variante de fig. 1, dane la- quelle l'enceinte occupe une disposition horizontale, les tuyères 3-4 d'introduction du mélange de charbon et d'air étant disposées à l'une des extrémités de l'enceinte tandis que l'ouverture de sortie 5 est logée a. l'autre extrémité de cette enceinte.
Dans ces deux formes d'exécution, les produits de la combustion et les cendres fendues sont évacués par des orifices séparés.- r- ])aU
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Dans le but de maintenir liquides les cendres, dont le poitt de fusion est élevé, on pourra adopter la disposition de fig. 3 dans laquelle l'enceinte 1 qui con- tient les 'blocs réfractaires 2 comporte à sa partie supé- rieure les ouvertures 3-4 pour l'introduction du mélange d'air comprimé et du charbon pulvérisé. Cette enceinte com- porte à sa partie inférieure une ouverture 8 pour la sortie simultanée des produite de combustion et des cendres.
Par suite de la faible densité des gaz chauds la séparation des cendres s'opère simultanément et instanta- nément à la sortie de l'ouverture 8 sous l'action de la pe- santeur.
Fig. 4 montre une disposition analogue agencée sur une enceinte de disposition horizontale 1 dans la paroi de laquelle sont ménagées des ouvertures 9 pour la sortie simmltanée des cendres et des gaz chauds.
Dans la forme de réalisation de fige. 7 et 8, en dispoes pour le chauffage d'une chaudière 10 une chambre de combustion 11 constituée par une enveloppe métallique garnie intérieurement de matériaux réfractaires en briques, ou en pisé qui est disposée en partie dans le fourneau 12 de la chaudière.
La chambre 11 comporte à sa partie avant une porte 13 destinée' la mise en place, à l'intérieur de la chambre'll, des matériaux qui doivent être portés à l'in- candessacnec et non représentés. Cette chambre présente à sa partie inférieure des ouvertures 14 servant à la sortie si- multanée des gaz 'chauds et des cendres fondues et débouchant dans le feurneau 12 de la chaudière.
Des tubulures 15-16 (fig. 8) sont ménagées de part et d'autre dans la chambre 11 pour l'arrivée d 'air et de combustion pulvérisé,
Sous le fourneau 12 d la chaudière, est ménagée une
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une porte 17 pour l'enlèvement des cendras et destinée à permettre la pénétration à l'intérieur du fourneau, d'une quaitité d'air déterminée pour le refroidissement des cendres* L'ensemble de la chambre 11 qui constitue le foyer peut comporter des galets su rouleaux destinés' permettre la mise en place et l'enlèvement facile' de ce foyer,
Les matériaux logés à l'intérieur de la chambre de combustion du foyer, seront convenablement choyais pour présenter un point de fusion très élevé et offrir une grande conductibilité,
On pourra utiliser à cet effet des matériaux tels que carborundum, corindon, alumine fondue, zircon ou autre. Ces matériaux seront disposa à l'intérieur de la chambre de combustion sous forme d'empilages réguliers disposés de telle sorte que le rayonnement des parois du fourneau ou de la chaudière qu'il s'agit de chauffer, agisse directement sur lesdits empilages pour les maintenir à l'incandescence.
L'empilage sera dipsoé de telle sorte que les orifices de passage laissée entre les blocs voisina soient très étroits en vue de faciliter le brassage du mélange d'air et de charbon et de porter au maximum l'action due à la surface des produits incandescents.
Les matériaux disposés à l'intérieur de la chambre de combustion et dont le maintien à l'incandescence doit prodaire la combustion du mélange d'air comprimé et du charbon , peuvent être constitués par les produits eux-mêmes que l'on se propose de traiter, par exemple, chaux dent en veut effectuer la cuisson, fonte dont on veut réaliser la fusion, ou encore du minerai à réduire par la chaleur.
Dans ce cas de cuisson des matériaux, ceux-ci conservent une résistance mécanique suffisante peur maintenir la stabilité de l'empilage tout en assumant la combustion du
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mélange d'air e't du charbon pulvérise.
Lorsque les empilages sont constitués par des matières qui doivent entrer en fusion , la charge est supportée par des produits combustibles qui assurent la combustion complète du mélange d'air et de charbon pulvérisé comme on l'indique plus haut, les matières fondues s'écoulant alors par les mêmes interstices que les gaz de combustion mais en sens inverse.
La disposition de la chambre du combustion peut présenter soit la, forme de fige. 9 et 10 à l'intérieur du fourneau d'une chaudière ou d'un four, ou peut encore comme l'indique fig. 11 être montée sur des dispositifs de support appropria, tels par exemple, que des galets. Dans ce cas, la chambre com erte un appendice tel que 18 destiné à venir s'engagerdans, une ouverture telle que 19 noyée dans le fourneau de la chaudière ou du four à chauffer.
Dans ces diverses formes d'exécution, le chauffage du foyer avec lequel est combinée la chambre de combustion est effectué uniquement par les produits de la combus- tion qui,, en s'échappant de la chambre, sont envoyés dans l'appareil qui' doit tre soumis au chauffage.
On pourrait toutefois utiliser directement par conduction, la chaleur de la masse maintenue à l'incandescence par la chaleur due à la réaction de combustion.
Fig. 12 montre une forme d'exécution d'un fourneau avec creuset dans lequel la chaleur des matières maintenues à. l'incandescence est utilisée directement par exemple pour la fusion d'un métal. Dans cette frme d'exécu- tion, la chambre de combustion 20 contient un creuser 21 de touteforme appropriée noyé da.is des blocs tels que ceux in- diquée par 2 en figs. 1 à 4.
Cette chambre est montée sur des pivots et reçoit
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reçoit une installation approprie deatin6o oemniander son basculement. Dans cette forme d'exécution, les blocs de remplissage 2 cèdent directement par contact avec le creuset 21 leur chaleur aux matières contenues dana le creuset.
Bien entendu, la chambre 20 pourra être fixe
Dans toutes les formes d'exécution, les en-
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ceintes utilisées pour l'emmagasinenient des blocs pourront présenter toutes dimensions et toutes femea puluey et $tre établies en toute matière appropriée.. Les blocs eux-mêmes présenteront toutes dimensions convenables 'et toute ferme
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voulue, géométrique ou non,.
Ces bloc pourn*t être e*gîlde en laissant entre eux des o<maox de dimisnl q,çféjp)Ùé, ou être concassés irrégulièrement, le± cau14Z àg .Qaàaage' 90ur le fluide combustible étant a .lors, constitua ead es îi- tersices naturels laissas entre ces dite blocs ou fragments pourront être établie en une matière aux combustible et inerte réalisant alors une action Catalytique.
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Dans la forme d exëaatïo 468 eles. l3X 16, la chambre de diffusion 23 comporte une tubulaure 24 dérivée du mélange du charbon pulvérisé et d'air. En avat de cette tubulure est disposé un écran 25 (Fig. 15) ,,gour opérer une
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division du jet d'air et de charbon pulvâ-iodl, et Wj5]Soù- tuer le bras sage.
Cet écran 25 pourra être établi en tente matière appropriée et faire copres avec la chambre 23 eu en être
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séparé et être orienté de toute manière. ap9roQri'* ,/gÀÉ /Àap- port à. la chambre 23 et à la tubulure 24.
Des registres tels que 26 fig. 15) aèrent' de
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préfereice d*LspoQéa dans les canaux 27"S8,ledits registres pouvant être muni$ de tous erganea de mal<a#%%,'";y ,4'im$abi,lisation appropriés La cnambre 23 ooRaUtuant 4'f.aot @prése4- fers
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,)¯iiçf, éodrenoq la forme évasée indique en fiv. 14 et portera dimensions et rapports de dimensions , .. , . , : -, , < > >;> ,< .',.,...,. .. - > choisis saivant chaque cas particulier. La 't^4I,crie ,'r4üne en 29.
Ltarriv0o de charbon pulvérisé et d'air pottryata jlàô6é ' dans un plan quelconque par rapport au ,>; 11,,,.#; .,i dÔparÉl"àjmàq 4elà esù inàiqaé d 'ailleurs plus haut. ON pourrai%, au lieu d'une seule tubulure 24
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/É'(µr')iiõ, 4'ié et de charbon pulvérisé, disposer deux ou piMiears de 'Ses tubulures cenvenablemeat disposées et de dime,.ns tona,- ppropri 6es. Fig. 16 montre un exennie dans lequel pu a rers,n,t deux tubulures ,4 parallèles. Ces tu- bulbes-'pourraient aussi être perpendiculaires l'une à l'au-
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tre 9)A ideges dans des directions opposées eu. encore agena,doc@de toute manière e,poropriée.
Dans la. forme d'exécution de fig. 17, la ,m'r d,opmttt,n 23 qui peut présenter ou non, la forme dorj.tô.-e&figa. 13 à 16 est reliée au foyer à alimenter 30 s f .. , '' ;;Y - ,'qEH scsptible de toutner ou. d 'osciller autour de l'axe ,x-x, 1'cambre 23 4tflmporte une t uulure 31 qui peut ou non, avec elle, et à laquelle est fixé un manchon fe- molle '32.'Dans ce manchon 32 s'engage un manchon mâle 33 ' comportant des'segmente.appropriés d'étanchéité et de di- latation permutant une rotation relative des manchons 32-33
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te.6n aiaqrant lpdtanchéité et la libre dilation ae la oham,brv,4 combustion ainsi que des tuyauteries, et des di- " éÔ,.ààémm%s notamment dans le cas où l'air véhiculé "st.ati;
p4ài4ble réchauffé. Le manchon 33 est relié à 'ill'àu8aliÉlie 34 d 'arrivée de mélange d'air et de charbon de toute manière appropriée.
Srâce à cette disposition, -pendant l'inclinai- son eu même la rotation du. four 30, la chambre de combustion 23 est: entrainée tandis que le manchon mâle 33 reste fixe et
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1,- .. 1 \.. et permet de continàfr l'alimentation.
On pourrait aussi maintenir an peeition .aeb.le la chambre de combustion 23, et disposer un joint tournant ' chambre oombustio - ' L "', .""l.i 4#aur.am.# entre l'extréplité de cette chambre et l'orifice 4'!. 30.
Dans le cas ah le foyer oa#,' . 30, , e.. almea t té par pilleurs chambres de eom\H8tio. 23, on p.a utiliser ' la disposition de fig. 18, les chambres 23 8ô.t,8011dair dU / , foyer 30 et sont alimentées par Qne boite da Glstribtt,t oom mune 35, d'un ty e appropria sur laquelle eet f1x6 'le manchot femelle 32.
Dans cette forme d'ezéoition, '),eR chambree 23 Dourraient êtr0 concentriqiey (fig. 19) et être reliées comme en fig. 17 avec le foyer 30 ' 'par un joint Baurnù).
Les divers éléments peurront pt'ter 4ee [ormes différentes de celles indiques, lea di..i'.8 eu. rapports de dimensions étant bien entendu QoÂ79nablemm% choisie " 81iJ . ,,< vant l'application envisagée. La liaison etanohe entre .e Pac' , ties mobiles et fixes, dans le ca 4tyn, (oxq 891j en re" tatif pourra être obtenue de toute mapt.$re eppxritpr,ie à +t },de de tous joints, à rotule, , cardan ox autre.
L'invention supplique P'I,U' ,1. dhaùffag* de one ,.. .. fi.. foyers industriels pu antrep et pour tenter a,ïcatite.
R E V END l 0 T ION S, L Procédé pour le chauffage' es flyers dLUir triels ou autres au charbon pniveriee cGnaistant à envoyer 1. mélange d'air et de charbon ptl.vr.s da.uso, ùhaéore de 4r,
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bastion divisée en une série de chambres individuelles de
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toute confirmation appropriée , régulière eu. non gyt6Oo ;] ypo température convenable de préférence au. moins 4iate'... la B oérature d'inflammation du charbon, leeditea ohambree <tant
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constituées par les inteçRtioeé existant 8n4e des ,mpilaçj/ ,,1 matières de remplissage ménagés dans la chswDre.de ¯bqai1..
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-t1.r',.. ,df,4>ps'Urtr PÊI combustion très rapide et complète /t.o. i' 'I) ' , ..1.. ". h,.).t-.,.;' if.'1..t..r ,,' ,... t,:<< , 48.11-$;, le'tldn1W1i' el t $L1tlGmbremeJ1. t , 2', Ue forme d'éxecution. d un dispositif pour ,e. m:"Hty suvr du précède d'après 1 , som'.ortant une en- 1 :,."' If >! t 1 . 'l !, '..'t.
, ''7.Ji$)!,,!e.':.,. oa tarares pour 1 arrivée du mélange r y'4n'^,. aw,rrf.dyS. " ;,..,, . rr'... , ... ". '***t3) Q.ombMsb.'oaybon' < pulvérisé et i'air , avec une oa piu< . '; ,.b;'>:'I?bl1' ptâ¯ris.é air aveo Ilne 011 plll-r 4 iswt'pè';ee. pour l'énvlDi des produits de combustion 1.-, I 'f'f,'):f.\,f.:!'il:\'" "01 i I. -.< 'f < "''1 .....
'''&Hxn6Lla&à. ofe1;', ainsi que pour lévec,tindes i t q , À , " .. rê.sÍ4u ;"',a4m'bustâ,n, 1 ' cne e int étant emplie partiellement otiemer de blocs ou fragments incombustibles on ',Jo .(\",.. >'1' {; ...,.ç,." ... combustibles d.et3,y . e-tre portés à l'incandescence en l' '...>.Y}11 ,"" 7 \.,:"/'1-" ia18&aiit entre eax des- interstices pour le cheminement des -.J' < , ' ".(I¯'!t.... ga oR pi0d1tsaembustbles- 3. Ue (ome dtexécution de dispositif d'après.la oeYendiaat i on 2 , calactérisée par le fait qu'elle osnporkù g,,1"intfriear de l'enceinte qui constitue la chambre de atmblste des matières non combustibles inertes.
4. Une forme d'exéoution du dispositif dtappe's , venâi,ce, io, 2, caractérisée par le fait qu'elle oqmp,rùo à l'intérieur de la chambre de combustion des ma- ; . ,,; u,,, ," l -.. 1" . tite$ combustibles disparaissant nendant la combustion du charbon palvérisé..
5. une forme dtexéoution du dispositif d'après la revendication 2, caractérisée par le fait q1.\e, à l' intére#r de ltenceinte qui constitue la chambre de combustion $nt disposées les matières mêmes destinées à être traitées par la chaleur dégagée' , . être transformées par faaion, disooà#n! ouisson ou autrement.
6. Une forme d'exécution d dispositif d'après.la' revendication 2, caractérisée par le fait qu'a lt int tériGt1r de'la oehaflhre de combustion est ménage un écran tel
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'par exemple qu'un creuset interposé entre les matières ou
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blocs
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blocs de remplissage, et les mati9i traiter.
7. Une forme d'executif de Cap0bSlif l'8li" mentatiun de foyers à charbeN, pulvérisé, 4'.prèl le* rovexiications 1 te 6 caractérisée par l'Igue.....' an avant êt la, chambre de combustion dtua inrai disposé aw '1.ia8 te l'or$- ; fice de la conduite d'alimentati.:s. du m618.1Jge 4'aiz et 4* charbon pulvérisa, en aY,xnt duxe chambre de 11t'flls1." raccoruée an four, de fagne obtenir la dlffustex et la divisiez du. jet et son brassage, la conduite d'arrivée du mélue peavaut être simple en multiple, et les cauux <t'*r)c'iv<< il ce mélange penvant on aen, $tre rauule de réglotros ''1: au.tre. or-
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galles de réglage approprié*.
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8. '0.9 variante da captai tif t'aprbe la. roqen1ie;àtion 7, caractérisée par le fait qu'ox joint trament est interpesc entre le dispositif (Italimoitatiex te -'luge combustible et le foyer 4 é;ùJ,II1e.tert ce joint *4ett"t étant établi soit entre la oeudixite À'aliN"ntati*À , fi% la OhAùbr0 Ô oombnstitn , soit encore extre 1811\8 chambra et le t'1er.
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RESUME
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Lliaventiox a*nomao wr.ù ' @S Qqftng* des foyers au charbon pulvérisé QI..Í8t1 divise bre de combustion en u.ae série de chambrée. 1:ù1rliaa1.1... par la disposition dans cette chambre, À'empi%ogfl@ *d Nal)#ç01 ie remplissage portëtempera.ture ilev4* et 1.ab.... À8fiy" elles do* interstices dans lesquels aixeule le ceuxait" d'air et de charbon palv6rie' qui est ml-- par 1.. Qhhl6Rr
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des empilages.