BE362609A - - Google Patents

Description

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  Procédé et appareil pour consumer un combustible.. 



   Sous l'un de ses   aspects,   l'invention vise à permettre de conduire un foyer alimenté par en-dessous dans des conditions telles que le combustible qui est chargé soit/réparti uniformément sur la couche de   eombus-   tible, que le vent soit uniforme à   travers   la couche, la couche de combustible agitée uniformément et les cendres evacuées régulièrement, les opérations   ci:

  .dessus   s'opé- rant d'une manière continue et en fonction de la vitesse avec laquelle le   oombustible   se consume, le tout ayant pour but de maintenir uniformes les facteurs de la com-   bustion.   L'invention est particulièrement utile pour les gazogènes dans losquels des irrégularités dans les con- ditions de fonctionnement, particulièrement dans le cas de gazogènes alimentés par en-dess ous, ont pour consé-   quence   des variations considérables dans la qualité et la quantité cle gaz   produit.   



   D'un autre point de vue, l'invention est relative à l'emploi de couches ou lits de combustible aménagés comme   indicé   ci-dessus pourle chauffage direct de chandières ou dans des buts similaires, en mélangent 

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 de l'air secondaireaux gaz qui montent de la couche 
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 de combustible, afin de comploter leur combubtion. La production uniforme de gaz, ainsi qalon l'a iDiiqué ci-àeisns, permet de n'introduire l'air secondaire qu'en quantité limitée à ce qui est nécessaire pour compléter 
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 la combustion, ce qui supprime la nécessité diintxoâa.ixe un gros excès d'air afin d'assurer la combustion complète, excès d'air qui   jusqu'ici   a abaissé le rendement des ins- 
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 tallât ion s de oha1Iffa. 



   D'autres buta et avantages de l'invention seront spécifiquement indiqués dans la description suivante on 
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 en Tessoetiront awc évidmoe. 



  Au dessin : 
La fig. 1 est une coupe centrale verticale   d'un   appareil fonctionnant suivant l'invention. 



   La fig. 2 est une   csoupe   de détail suivant: la li- gne 2-2 de la fig. 1 en   regardant:   dans la direction des flèches. 



   La   fige   3 est une vue analogue à   la fige   1 mais montrant la partie supérieure de l'appareil. 



   La   fige   4 est une   coupe     opérée   en général suivant la ligne 4-4 de la fig, 1. mais certaines parties qui ap- paraissent sur le côté gauche de la figure sont coupées 
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 suivant la ligne 4e'-4a de la fige 1 et le oôté droit de la fig. 4 est également   enlevé'   partiellement pour montrer une coupe an niveau de la ligne   4b¯4b     Car   la fig. 3. 



   On a représenté l'invention   appliquée   à   un     appa-   reil ayant des parois latérales fixes 1 et comportant dans l'exemple actuel une partie inférieure à refroi- 
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 pissement par eau la et une collerette annulaire 2 â sa base. l'ensemble de la structure tant S11ppOl't par un nombre approprié de pieds 3, 
Le lit de   combustible   4 est   soutenu   dans sa 
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 majeure partie au moyen dt.'Ql1 organe fixe 5 ifl' an a figa...

        

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 ré reposant sur un manohon central   6.   Les parois latéra- les fixes et l'organe 5 qui supporte le fond coopèrent pour empêcher de tourner l'ensemble du lit de combustible sans opposer de résistance au mécanisme rotatif d'agita- tion du lit de combustible qui est utilisé comme décrit ci-après, une couche épaisse de combustible étant utili- sée comme dans les   gazgènes,     'Un   récipient tournant 7 est situé en-dessous de l'élément qui supporte le lit de   combustible 4   et il coopère avec la collerette annulaire 2 suspendue aux parois latérales, de manière à former un joint hydrauli- que,

   la cendre étant évacuée de la partie extérieure du récipient 7 par des dispositifs réglables bien connus dans le métier et qu'il n'est donc pas besoin de décrire en détail. la cendre est évacuée par un orifice annulai- re 8 entre la collerette 2 et le cendrier 7, en quantité correspondante celle qui est enlevée de la partie   exté,-   rieure du récipient. 



   On préfère utiliser un mécanisme d'alimentation en combustible du type de ceux à alimentation par en- dessous; dans la présente forme de réalisation de l'in- vention, le combustible est amené d'une trémie 9 par une vis 10 à   l'intérieur   d'une colonne creuse 11 dans laquel- le une vis d'alimentation 12 disposée verticalement agit de manière à refouler vers le haut le combustible et à le faire passer dans la partie inférieure de la couche 4, à partir d'où le combustible se déplace vers le haut et vers l'extérieur comme   l'indiquent,   les flèches sur la fig. 1, jusqu'à ce   qu'il   change de direction et descende dans la zone périphérique de la couche pour être finale- ment évacué sous forme de cendre hors du. récipient 7, comme décrit   ci-dessus.   



   On peut faire passer de   l'air   primaire de   gazi-   fication dans la zone annulaire ou périphérique de la 

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 confie de combustible, à travers le conduit formé entre le manchon 6 et la colonne 11, et sous un chapeau annu- laire entourant l'extrémité supérieure de la colonne 11, 
On profère disposer en combinaison avec le dispo- sitif d'alimentation en combustible un organe rotatif 14 qu'on a représenté avec des subee 15 pour aider à diriger le combustible dans une direction   radiale   et vers l'extérieur à partir de la périphérie de la couche 4,

   le combustible étant poussé vers le haut par le   mécanis-   me d'alimentation décrit   ci-dessus.   Cet organe de projec- tion 14 est de préférence réglable en ce qui concerne l'effet de protection; dans la forme spécifique de l'inven- tion qui est figurée au dessin, l'organe 14 est fixe sur la vis d'alimentation 12 qui tourne et cette dernière est entraînée par un engrenage conique 16 engrenant avec un engrenage similaire monté sur la douille 18 qui est   calée   par une clavette et une mortaise appropriées sur l'ex- trémité inférieure filetée de la vis d'alimentation 12. 



  Une autre douille 19 est :filetée de manière à s'ajuster sur l'extrémité inférieure de la vis d'alimentation la et elle tourne normalement avec cette vis d'alimentation quand. celle-ci est entraînée par la douille 18, cependant si on empêche de tourner la douille 19 pendant que la vis 12 tourne,   l'élection   de la vis et par conséquent l'éléva- tion de l'organe de projection 14 varieront en conséquen- ce.

   Le chapeau 13 présente une partie creuse 20 dans la- quelle peut venir se loger l'organe de projection 14 quand il est réglé de manière à être dans sa position la plus basse à laquelle correspond la suppression   sensi-   blement complète de tout effet de projection dudit orga- ne, tandis que plus   l'organe   se trouve soulevé, plus est grand son effet de projection. 362609 
Afin   (Le   maintenir des conditions uniformes de gazéification dans le lit de combustible , on des   oondi-   

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 tions sensiblement symétriques par rapport à l'axe de la vis d'alimentation 12 ,on emploie un ou plusieurs agita- teurs tournant;

   qui agissent concentriquement au mécanisme d'alimentation en combustible et qui produisent un mouve- ment d'ondulation du lit de combustible qui brise les scories, bourrages,   poches   d'air,   etc...   Comme indiqué on emploie deux agitateurs 21 et 22, tous deux supportés par le cendrier 7 et s'étendant à travers l'orifice annu- laire 8 d'évacuation des cendres dans la partie inférieure du lit de combustible qui est surtout constituée par des cendres.

   On a représenté l'agitateur 21   s'étendant   plus ou moins radialement pour produire un mouvement de vague ou ondulatoire, comme décrit ci-dessus, tandis que   l'agi-   tateur 22 s'étend vers le haut le long des parois latéra- les pour faire descendre et briser les scories, Il est bon de ménager sur les parois latérales de l-appareil ou sur la. collerette annulaire 2 qui est combinée avec, des nervures inclinées 23 qui coopèrent avec les agitateurs décrits ci-dessus pour broyer les scories entre les agi- tateurs et les parois   latérales.   En outre,les agitateurs décrits ci-dessus aident à refouler la cendre à l'exté- rieur à travers l'orifice annulaire d'évacuation 8. 



   Quand l'appareil ci-dessus   fonctionne,   toutes les opérations se produisent sensiblement symétriquement par rapport à l'axe   central   vertical du lit de combustible, c'est-à-dire que le combustible qui arrive est projeté dans le lit de combustible en son centre et qu'il est écarté radialement vers les parois latérales suivant une trajectoire en forme de cône   renversé,   après quoi le combustible change de direction pour se diriger vers le bas suivant une trajectoire annulaire et être finalement évacué par l'orifice 7 d'évacuation des cendres. 



   La gazéification du combustible s'achève largement pendant; qu'il se dirige vers le bas suivant une trajec- toire annulaire, les agitateurs rotatifs servant   à main-   

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 tenir les   conditions   de gazéification qui sont uniformes et symétriques par rapport   à.   l'axe central du lit de com- bustible, produisant ainsi un gaz uniforme en qualité et en quantité avec un réglage appropria du taux de l'alimen-   tation   en combustible et de l'évacuation des cendres, sui- vant ce qu'on désire consommer de combustible. 



   Si on le désire, les matières volatiles entrai- nées pendant la distillation ou carbonisation du combus- tible à basse température,tandis qu'il se déplace vers le haut comme décrit ci-dessus, peuvent être extraites   sé pa-   rément, au moyen par exemple d'un nombre convenable de passages ou d'ouvertures 24 conduisant à l'intérieur de la vis d'alimentation 12   d'où.   les gaz peuvent être en- traînés par un tuyau d'évacuation 25 partant d'en-dessous la vis d'alimentation.

   Si on fait usage de cette caracté-   ristique   de l'invention, il est pré férable d'utiliser une cloison annulaire, indiquée par la ligne pointillée 26 sur la fig. 1 pour séparer les distillais à basse température (.qui sont habituellement extraits à des tem-   pératures   inférieures à 5500 C.) de la zone extérieure du lit de combustible qui est plus   chaul.   



   On peut employer avec grand avantage un lit de combustible marchât de la manière décrite ci-dessus pour chauffer directement des chaudières ou dans d'autos buts, la qualité uniforme du gaz produit rendant possi- ble de mélanger exactement le gaz qui monte du lit de combustible avec telle quantité d'air secondaire qui sera environ juste suffisante pour compléter sa combus- tion, sans qu'il soit nécessaire d'avoir recours a un excès d'air dans les proportions considérables qui sont en usage jus qu'ici. 



   Comme indiqué, on ménage dans les parois latéra- les 1 du lit de combustible une série d'orifices 27 d'admission   d'air-secondai,   qui sont dirigés tangen-      

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 tiellement ,   l'air   se mélangeant aux gaz qui montent de la couche de combustible et produisant un mouvement tourbillonnaire d'où résultent un bon mélange et une égale distribution de la chaleur autour de l'axe   verti-   oal de la chambre de combustion 28 qui est   située   juste au-dessus de la couche de conbustible 
On va décrire l'invention appliquée au chauffage direct de chaudières, les tubes bouilleurs 29 étant de préférence disposés à l'intérieur de la chambre de chauf- fage 28 sur la majeure partie de leur longueur,

   mais   cin-   trés de préférence vers l'extérieur à leur extrémité in- férieure pour traverser les parois latérales 1 et se ren- dre à un tube à boues 30 entourant les parois 1, de sorte   que   ce tube n'est pas   surchauffé   et qu'il est ai- sément accessible pour être nattoyé et réparé. En traver- sant la chambre de chauffage 28 les tubes 29 sont de préférence courbés en avant et en   arrière   comme indiqué à la fig. 3 pour obliger les gaz de la   combustion   à pas- ser plus ou moins transversalement en arrière d'eux et, dans le haut de la   chaudière,,   les tubes 29 sont de pré- ference courbés vers l'intérieur et réunis à un collec- teur 31 qui s'étend sensiblement radialement à travers le haut de la chambre; 28.

   La colonne tourbillonnaire as-   cendante   des gaz de la combustion parvient au haut de la chaudière où elle est déviée par un dôme 32 et diri- gée vers le bas vers un réchauffeur d'air qui entoure la chambre de chauffage.   A   cet effet, les gaz de   1 a c embue-   tion peuvent descendre à travers une série de tuyaux 32 qui entourent la chambre principale de chauffage et qui sont renfermés dans une   enveloppe   extérieure 33 après quoi les gaz utilisés pénètrent dans une chambre collec- trice 34 de forme annulaire qui entoure la chambre de chauffa 28 et qui concluit les gaz à évacuer à un car- neau 35. 

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   De préférence et pour assurer une   combustion   com-   plète   on fait pénétrer tangentiellement dans une cham- bre annulaire 37 entourant les extrémités inférieures des tuyaux 32 de   l'air   provenant   d'un   tuyau d'arrivée 36, l'enveloppe 33 étant pourvue d'orifices d'entrée 38 diri- ges   tangentiellement   qui   distribuent   uniformément autour de la série de   ttzbes   32   l'air   qui arrive, après quoi   l'air   qui doit âtre réchauffé s'élève le long desubes et se   txouve   dévié par un chapeau 39 placé   au,

     sommet des tubes 32 de manière à être dirigé vers le bas à travers un pas-   sa@   annulaire 40 compris entre les parois latérales 1 et les tuyaux   32   et dans lequel   l'air   qui arrive est encore chauffé par le rayonnement des parois 1 avant de pénétrer par les orifices 27 dans la chambre de chauffage 28 comme décrit ci-dessus. 



   Dans un but de surchauffe, on   peut   disposer à   1=intérieur   de la chambre de chauffage 28 une série annu- laire de tubes 41 reliés à des tuyaux d'arrivée et d'éva- cuation 42 et 43, cette série de tubes entourant les tu- bes 29 de manière à être déplaçable verticalement afin de faire varier ainsi le degré de   surchauffe.   Comme indi- qué à la fig. 3, le surchauffeur peut être supporté   par un   ressaut 44 des parois 1 ou bien si on   @   désire, un degré plus élevé de surchauffe, on peut   ménager   ce ressaut à un niveau inférieur comme indiqué par les lignes poin- tillées 44a. 



   Des tubes de   circulation   45 peuvent conduire des extrémités opposées du collecteur 31   au   tube à boues 30 en débitant de préférence tangentiellement dans ce demies, comme indiqué par les lignes pointillées sur la   fig.   1. Un appoint d'eau   peut  galement être introduit dans le tube à boues par un tuyau 46 indiqué également sur la   :fige   1 comme débitant tangentiellement dans ce tube 30. 



   L'installation dans son ensemble est symétrique 

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 par rapport à   l'axe   vertical central du lit de combusti- ble, les gaz consommés descendant en me colonie annu- laire qui entoure les parois latérales et l'air secondai- re étant de même réchauffé dans une colonne annulaire qui tout d'abord   s'élève   puis descend autour de la chambre de   chauffage   28, pour finalement être introduit uniformément sur toute la périphérie des   murs   latéraux, comme décrit ai-dessus. 



   L'appareil décrit ci-dessus a des ajutages parti-   culiers   dans le cas de chauffage direct en ce sens   qu'il.   n'est pas besoin de disposer de mécanisme au-dessus du lit de combustible dans le but de produire du gaz, ce qui per- met de consacrer la chambre de chauffage tout entière aux tubes   bouilleurs   ou éléments analogues à chauffer. 



   Bien que l'invention ait été décrite sous la for- me matérialisée   d'un   appareil particulier, il est bien entendu que de nombreuses modifications peuvent y être apportées sans s'écarter de son principe. 



  REVENDICATIONS. - 
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 1 .':" un appareil pour consumer un combustible, caractérisé par levait qu'il comporte en combinaison des parois latérales à l'intérieur desquelles est conte- ntie une couche de combustible supportée par un organe approprié, un méaanisme d'alimentation en combustible //) 1 par en-dessous introduisant le combustible de bas en 0./beiJ.WJ1v haut à l'intérieur de la couche de combustible au-dessus de l'organe qui la supporte, et un organe rotatif agi- tant la couche de combustible, agissant de manière sen- siblement concentrique autour du mécanisme d'alimentation et disposé de manière à balayer la partie inférieure de la couche de combustible.     

Claims (1)

1. 2 .- Un appareil suivant la revendication 1, carac- térisé par le fait qu'il comporte un dispositif de re- froidissement par eau dudit organe agitateur. <Desc/Clms Page number 10>

   3 .- Un appareil suivant la revendication 1, carse- térisê en ce qu'un orifice d'évacuation des cendres est ménage: entre lesdites parois latérales et l'organe qui supporte la couche de combustible et que ledit organe agi- tateur se prolonge tout prés desdites parois latérales pour broyer les scories contre ces parois latérales.

   4 .- Un appareil suivant la revendication 1, carac- térisé en ce que ledit organe de support de la couche de combustible est sépara des parois latérales par un ori- fice annulaire étroit et qu'une cuvette rotative est si- tuée au-dessous des parois latérales et des organes de support, en-dessous dudit orifice, l'organe agitateur étant supporté par cette cuvette et s'étendant à travers cet orifice 'jusque dans la couche de combustible.

   5 .- Un appareil suivant la revendication 4, carac- térisé en ce que ladite cuvette rotative coopère avec le bord inférieur des parois latérales de manière à former un joint hydraulique au bas de la couche de combustible.

   6 .- Un appareil suivant la revendication 1, ca- ractérisé par un organe de projection agissant dans la couche de combustible au-dessus du point où débite le mécanisme d'alimentation par en-dessous, afin d'écarter le combustible sur la surface de la couche de combustible.

   7 .- Un appareil suivant la revendication 6, carac- térisé par le fait que ledit organe de projection est dé- plaçable en hauteur afin de faire varier l'effet de pro- jection.

   8 .- Un appareil suivant la revendication 1, carac- térisé par le fait qu'il comporte une chambre de chauffage pour chauffer directement une chaudière ou appareil simi- laire, cette chambre étant disposée juste au-dessus de la couche de combustible et des moyens étant prévus pour introduire dans cette chambre de l'air secondaire afin de compléter la combustion des gaz qui montent de la conche de conbustible. <Desc/Clms Page number 11>

   9 .- Un appareil suivant la revendication 8, earac- térisé en ce que ses parois latérales s s ont pourvued'une série d'orifices d'admissinn d'air disposés tangentielle- ment et arrangés de manière à produire un mouvement tour- billornaire des gaz dans ladite chambre de chauffage.

   10 ,- Un appareil suivant la revendication 1, ca- ractérisépar le fait que ledit mécanisme d'alimentation en combustible par en-dessous agit sensiblement dans l'axe vertical central de la couche de combustible, que ledit organe agitateur agit concentriquement à cet axe et que des tubes bouilleurs sont groupés sensiblement con- centriquement à cet axe dans la chambre de chauffage au- dessus de la couche de combustible, des moyens était pré- vus pour mélanger de l'air secondaire aux gaz qui s'élè- vent de ladite couche de combustible à l'intérieur de cette chambre , Il .- Un appareil suivant la revendication 1,

   ca- ractérisé en ce qu'il comporte des moyens pour extraire séparément les produits de distillation à basse tempéra- ture de la zone de la couche de combustible située au- dessus du point où débouche le mécanisme d'alimentation.

   12 .- Un appareil suivant la revendication 11, caractérisé en ce que ces moyens comprennent un tuyau venant de la couche de combustible et s'étendant vers le bas.

   13 .- Un appareil suivant la revendication 8, ca- ractérisé par un. réchauffeur d'air secondaire qui entoure la chambre de chauffage et qui est traversé de haut en bas par les gaz de la combustion.

   14 .- Un appareil suivant la revendication 13, caractérisé par une chambre annulaire ménagée entre ledit réchauffeur et les parois latérales et qui est traversée de haut en bas par l'air secondaire réchauffé se rendant à la chambre de chauffage.

   15 .- Un appareil suivant la revendication 8, <Desc/Clms Page number 12> caractérisé par un tube à boues qui entoure les parois latérales et une série annulaire de tubes bouilleurs ve- nant de ce tube à boues et traversant ces parois laté- rales pour se prolonger vers le haut à trars la cham- bre de chauffage.

   16 .- Méthode de consumation de combustible carac- térisée en ce qu'elle consiste à entretenir une couche épaisse de combustible du genre de celles dans les gazo- gènes, à introduire du combustible de bas en haut à l'in- térieur de cette couche, à agiter par en-dessous la cou- che de combustible afin d'entretenir des conditions sen- siblement uniformes de gazéification dans cette couche, et à mélanger de l'air secondaire au gaz qui s'élève de la couche de ocmbustible afin de compléter sa oombus- tion dans le but de chauffer directement une chaudière ou dans desbuts similaires.

   17 .-Méthode de consumation de combustibles carac- térisée en ce que la couche de combustible est renfermée dans une chambre de chauffage et que sa zone inférieure est agitée afin d'y produire un mouvement ondulatoire vertical, que les cendres sont extraites à la partie in- férieure de la couche de combustible à une vitesse sen- siblement égale à. celle de leur formation, que de l'air est admis dans la couche de combustible, le tout ayant pour but de produire du gaz de qualité sensiblement uni- forme dans cette chambre, et que de l'air secondaire est mélangé dans cette chambre à ce gaz de gazogène pour le brûler.

   18 .- Méthode de consumation de combustible carac- térisée en ce que le combustible est introduit de bas :en haut à la partie centrale d'une chambre de chauffage dans laquelle on maintient une couche épaisse de combus- tible du genre de celles des gazogènes, que la partie périphérique de la couche de combustible est agitée par <Desc/Clms Page number 13> en-dessous, que les cendres sont extraites du bas de ladite partie périphérique de la couche combustible, le tout afin de produire un gaz de qualité sensiblement uni- forme, et que de l'air secondaire est mélange dans cette chambre à ce gaz de gazogène pour brûler ce dernier.

   19 ,- Méthode de consumation de combustible, ca- ractérisée en ce qu'elle consiste à introduire du combus- tible de bas en haut à travers la partie centrale d'une couche de combustible et à le faire parvenir à la partie supérieure, à agiter par en-dessous la zone périphérique de la couche de combustible afin de produire dans la cou- che un mouvement ondulatoire vertical, et à extraire les cendres de la partie basse périphérique de la couche de combustible, afin d'amener le combustible partiellement consumé à se déplacer graduellement vers le bas autour de la colonne centrale de combustible frais qui se déplace de bas en haut.