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Considérant qu'aucune réclamation n'a été introduite, dans le délai réglementaire, à la suite de cette publication ,
Considérant qu'il résulte des justifications fournies à l'appui de la requête que le brevet No 404.605 pour
Broyeur à poussier de charbon ou analogue @ a. pu être exploité , par suite de l'état de guerre, pendant une période équivalent à Cinq années d'exploi- tation normale ;
Considérant, d'autrepart, que le maximum de prolongation prévu par l'arrêté-loi du 8 juillet 1946 est fixé à cinq ans; A R R E T E : ARTICLE PREMIER. - La duréedu brevet No 404.605 pour: Broyeur à poussier de charbon ou analogue est prolongée de cinq années.
ART. 2. - La prolongation est accordée sous condition du paiement, dans le mois de son octroi, de la taxe spéciale prévue à l'art. 6 de l'arrêté-loi du 8 juillet 1946 précité.
ART. 3. - Le présent arrêté sera annexé au titre du brevet.
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"BROYEUR A POUSSIER DE CHARBON OU ANALOGUES-
Le besoin en force motrice pour la désagrégation de fragmenta de matière se fait sentir d'une façon gênante notamment dans le cas de broyeurs à poussier de charbon, étant donné que, vu la finesse des grains de poussier requise pour les foyers à poussier de charbon, cette demande en force mo- trice est relativement élevée et, par conséquent, abaisse notablement le rendement de l'ensemble de l'installation. Dans ce cas, la plus grande partie de l'énergie dépensée est né- cessaire non pas pour le travail de broyage de charbon propre- ment dit, mais est perdue dans les machines auxiliaires et leurs dispositifs de commande.
A côté des broyeurs mécaniques
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dans lesquels la réduction des fragments est obtenue au moyen de dispositif de pilage ou de pulvérisation mécaniques, on a déjà utilisé des broyeurs dits "pneumatiques", dans lesquels le travail de désagrégation est accompli par des jets d'air ou de vapeur, qui entraînent la matière à désagréger en lui imprimant une vitesse élevée et la projettent contre des pla- ques de butée, de manière à la broyer. Le besoin en force motrice de tels broyeurs "pneumatiques" est non pas inférieur mais plutôt supérieur à celui des broyeurs mécaniques, toute- fois, les premiers présentent l'avantage d'être de construction plus simple et de plus longue durée.
Ce besoin élevé en force motrice est déterminé, d'une part, par le faible rendement du travail de broyage proprement dit et, d'autre part, par la dépense d'énergie pour l'entraînement du compresseur dans les cas où l'air est utilisé comme agent moteur, ou bien, par l'utilisation non rationnelle - comparativement aux turbines à vapeur / de la vapeur, lorsque cette dernière est utilisée comme agent moteur. La pulvérisation de la matière en question pourrait être obtenue d'une manière beaucoup plus économique si on réussissait à produire l'énergie nécessaire à cette pulvérisation, de manière qu'il n'en résulte pas du tout, ou seulement de faibles pertes de chaleur pour l'ensemble de l'installation fonctionnant au poussier de charbon.
Un tel procédé économique peut être réalisé lorsque, con- formément à la présente invention, l'énergie nécessaire pour la désagrégation de la matière combustible (charbon) est obte- nue, directement ou indirectement, par la détente des produits de la combustion d'un mélange air-combustible, et que la tota- lité ou la presque totalité de la quantité de chaleur encore disponible est récupérée dans la même installation.
Par exemple. dans le cas où la commande du broyeur à poussier de charbon
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est assurée par une turbine à gaz à laquelle on fournit toutes les chaleurs d'échappement de l'installation fonctionnant au poussier de charbon produit par le dit broyeur, il est possi- ble d'utiliser, dans le circuit de l'installation, la totalité ou la presque totalité de la chaleur produite. L'installation en question peut être une installation motrice à vapeur, dans lequel cas le poussier de charbon produit sert à chauffer des chaudières à vapeur, tandis que les gaz d'échappement de la turbine à gaz commandant le broyeur sont également amenés dans la chambre de combustion ou les tubes à gaz de fumée, en vue de leur utilisation ultérieure.
Toutefois, l'installation en question peut être elle-,même constituée par une installation de turbine à gaz dont la chambre de combustion est alimentée avec le poussier de charbon obtenu dans le broyeur, tandis que les gaz d'échappement sont amenés à un étage de cette turbine à gaz, ou à une chaudière à gaz d'échappement, en vue de leur utilisation ultérieure.
Dans le cas où, au lieu d'un broyeur mécanique, il est fait usage d'un broyeur pneumatique utilisant l'air comprimé comme agent moteur, l'entraînement du compresseur est assuré par une turbine à gaz.
La Fig. 1 représente schématiquement une telle installa- tion. Dans cette Fig., 1 désigne un broyeur pneumatique dans l'ajutage d'injection 2 duquel l'air sous une haute pression est introduit à une grande vitesse, de manière à entraîner le charbon fin et le menu charbon et à le projeter, à travers le tube diffuseur 3, contre la plaque de butée 4. Le poussier séparé de la masse arrive par le tuyau 5 au brûleur 6 de la chaudière 7. La plus grande partie de l'air comburant est fournie par une soufflerie 8 entraînée par le moteur 9. Une partie de cet air peut être dirigée par la conduite 10 vers le broyeur 1, pour servir comme air d'entraînement pour le poussier.
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L'air sous pression agissant comme agent moteur est fourni par le compresseur 11. Conformément à l'invention, ce compres- seur est entraîné par une turbine à gaz 12 dont les gaz d'é- chappement sont dirigés par la conduite 13 vers la chambre de combustion ou vers les tubes à gaz de fumée de la chaudière à vapeur. Eventuellement, l'air comburant sous haute pression destiné à cette dernière turbine peut également être fourni par le compresseur 11, à travers la conduite 14, tandis que le combustible pour cette turbine, par exemple du poussier de charbon, peut arriver du dit broyeur, par exemple à travers la conduite 15.
Lorsque le générateur de vapeur comporte un foyer à air comprimé, l'agent moteur de la turbine à gaz peut éga- lement être soutiré de la chambre de combustion de la chaudiè- re. Dans ce cas, les gaz d'échappement de la turbine à gaz retournent au surchauffeur ou au réchauffeur de la chaudière.
Une partie de la chaleur de ces gaz d'échappement peut égale- ment être utilisée pour le réchauffage de l'air agissant comme agent moteur dans le broyeur. Dans tous les cas, le circuit thermique de la turbine à gaz est couplé avec celui de la chaudière, de sorte que toute quantité de chaleur qui n'est pas utilisée et transformée en travail de pulvérisation de la matière combustible, est récupérée en vue de la génération de la vapeur. D'autre part, l'énergie de la compression, laquelle se transforme dans la tuyère d'injection 2, retourne, sous forme de chaleur, avec le poussier et l'agent moteur, vers le foyer de la chaudière produisant la vapeur destinée par exemple au groupe turbo-générateur 16,17.
Par conséquent, l'emploi d'une turbine à gaz pour la commande d'un broyeur mécanique ou pour la production de l'agent moteur dans le broyeur pneumatique, permet d'éviter les principales pertes irrécupérables inhérentes aux systèmes
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d'entraînement des broyeurs à poussier de charbon, par moteur ou turbine à vapeur, connus jusqu'à présent.
L'énergie nécessaire pour le broyage de la matière com- bustible dans les broyeurs "pneumatiques" à poussier de char- bon peut être obtenue d'une manière plus directe encore par la détente des produits de la combustion des mélanges air-combus- tible, lorsqu'on utilise, comme agent moteur, non pas l'air fourni par un compresseur commandé par une turbine à gaz, mais les produits mêmes de la combustion, obtenus dans une chambre de combustion particulière. La Fig. 2 montre le schéma d'une telle installation. Dans cette Fig., également, 1 dési- gne un broyeur pneumatique à poussier de charbon, dont l'agent moteur est dans ce cas produit dans une chambre de combustion particulière 18.
Cette chambre de combustion est alimentée en combustible sous haute pression par le compresseur 19 pouvant être commandé, soit par une turbine à gaz, soit, et vu qu'il s'agit de faibles quantités de travail, par une autre source motrice, par exemple le moteur électrique 20. Lorsque, comme c'est le cas dans l'exemple décrit, le poussier de charbon est destiné au chauffage d'une chaudière à vapeur avec foyer à air comprimé, l'installation est déjà équipée avec une turbine à gaz 21 pour l'entraînement du compresseur de soufflage 22, lequel est encore le plus souvent accouplé avec un moteur élec- trique 23 destiné à la mise en marche et au réglage.
Ce dernier compresseur charge le compresseur 19 fournissant l'air destiné à agir comme agent moteur (éventuellement, le compresseur 19 peut être accouplé avec le compresseur 22 ou former un ensem- b unique avec celui-ci). Le combustible pour la chambre de combustion 18 est constitué soit par le poussier de charbon soutiré au broyeur par la conduite 24, soit par un combustible liquide ou analogue. Par la combustion on obtient, à côté d'une
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chute de pression relativement peu élevée, une chute de tempé- rature importante, de sorte qu'on dispose d'une puissance de travail considérable dans le broyeur. L'énergie qui n'est pas transformée en travail de broyage est complètement transmise au foyer de la chaudière à vapeur 7. Ici également, 16 désigne la turbine à vapeur, et 17 une génératrice.
Les gaz sous haute pression qui forment l'agent moteur dans le broyeur, au lieu d'être fournis par une chambre de combustion spéciale (18, Fig. 2), peuvent également provenir de la chambre de combustion d'une turbine à gaz ou être cons- titués par les gaz d'échappement d'une telle turbine. La tur- bine à gaz en question peut être, le cas échéant, le moteur de commande du compresseur 19. Lorsque la machine principale de l'installation est une turbine à gaz marchant au poussier de charbon, c'est-à-dire lorsqu'il ne s'agit pas d'une ins- tallation à vapeur, l'agent moteur pour les broyeurs peut être prélevé sur la turbine à gaz qui, dans ce cas, est la machine principale.
L'agent moteur peut également être produit dans une cham- bre de combustion particulière, et on peut utiliser, comme moyen d'entraînement du poussier, les gaz d'échappement de la turbine à gaz qui commande le compresseur fournissant l'air comburant pour la dite chambre particulière. Le rendement re- lativement peu élevé de la turbine à gaz indépendante ne se fait pas sentir dans les applications mentionnées ci-dessus, vu que toutes les pertes se retrouvent dans les gaa, d'échappe- ment et sont récupérées dans le générateur à vapeur.
La Fig. 3 représente un exemple de réalisation d'un broyeur pneumatique à poussier de charbon pourvu d'une chambre de combustion particulière produisant l'agent moteur sous haute pression. Dans cette Fig., 18 désigne la chambre de
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combustion alimentée, par la conduite 25, en air comprimé, et par l'ajutage 26, en combustible pouvant être par exemple du poussier de charbon, du gaz ou un carburant liquide. Le mélange air-combustible est allumé par un dispositif d'allumage élec- trique 27, pouvant être retiré ou enlevé après l'inflammation.
Vu la pression et la température élevées, les produits de la combustion permettent de disposer d'une chute de température importante, laquelle, après la détente des gaz, permet d'obte- nir, dans l'ajutage d'injection 2, un jet d'une vitesse élevée dépassant celle du son. Ce jet entraîne les fragments ou les particules de charbon qui s'approchent de sa trajectoire et leur imprime, lors de leur passage à travers le diffuseur 3, une vitesse également accélérée, avec laquelle ils sont projetés contre la plaque de butée 4. Le charbon broyé retombe ers la tuyère d'injection et le processus décrit se répète jusqu'à ce que le poussier de charbon est suffisamment fin pour être entraîné de la chambre 28 vers la chambre 29 par le courant de l'agent moteur.
Dans cette dernière chambre, les particules trop grandes peuvent de nouveau être séparées de la masse et retomber par le canal 30 vers la tuyère 2, tandis que le poussier fin est amené au lieu de consommation par le tube 31.
Entre le broyeur et le lieu de consommation on peut prévoir un. réservoir intermédiaire pour l'emmagasinage ou pour l'unifor- misation de la consommation et des besoins momentanés; dans la plupart des cas, le poussier sera amené directement au foyer.
Lorsque l'agent moteur est insuffisant pour l'entrainement du poussier, on peut insuffler dans la chambre 28, une partie de l'air comburant, par exemple en 32, à travers une fente annulaire ou à travers des tuyères 33. Le charbon préalable- ment concassé arrive d'un silo 34 à travers un organe obtura- teur 35, pouvant être une écluse, par exemple, et pénètre dans
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le broyeur en 36. Malgré sa détente, l'agent moteur peut encore posséder une température relativement élevée, lors de sa sor- tie de la tuyère 2. Par centre, le mélange avec le charbon a pour effet de refroidir l'agent moteur dans une telle mesure que l'arrivée de l'air comburant, plus froid, a pour effet non pas une déflagration, mais plutôt un nouveau. refroidissement du mélange poussier-agent moteur.
Les parois du broyeur et ses conduites de communication sont calculées de manière à pouvoir résister efficacement aux pressions plus élevées résultant des déflagrations éventuelles du combustible. Pour la mise en marche, on peut brûler une certaine quantité de charbon, afin de remplir tous les aspaces avec des gaz de combustion exempts de, ou pauvres en oxygène. D'ailleurs, le réchauffage du charbon par l'agent moteur à haute température favorise la préparation et le séchage de ce charbon.
Le broyeur pneumatique peut également être avantageusement établi en plusieurs étages, de telle manière que la chute de pression n'est pas entièrement utilisée dans une seule tuyère d'injection, mais est répartie sur plusieurs tuyères en série.
La Fig. 4 représente schématiquement un broyeur à deug étages.
Le jet de gaz produit dans la chambre de combustion 18 projette le charbon qui se présente devant la tuyère 2 et qui est en- traîné à une vitesse élevée à travers le diffuseur 3, contre la plaque de butée 4. Les fragments insuffisamment pulvérisés sont ramenés aux tuyères par le canal de retour 30, tandis que les particules plus fines sont entraînées par l'agent moteur vers la chambre 29 et projetées contre la plaque da butée 39, ensemble avec les particules de charbon séparées dans la cham- bre 38, par le deuxième jeu de tuyères 37. Le poussier de charbon entraîné par l'agent moteur et, éventuellement, par l'air additionnel ou les gaz d'échappement pénétrant en 41.,
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arrivent, par la conduite 40, vers le point d'utilisation. Le charbon est introduit dans le broyeur en 42.
Le broyeur pneumatique est particulièrement indiqué dans les générateurs de vapeur avec foyer à air comprimé, étant donné que vu la chute de pression qui est de toute façon né- cessaire dans de telles installations et vu la résistance à la pression de toutes les parties de celles ci, il est superflu de prévoir des dispositifs d'entraînement et d'éclusage parti- culiers entre le broyeur et la boite à feu. La pression dans le broyeur est maintenue à une valeur un peu plus élevée que celle de la pression d'insufflage au foyer de la chaudière.
Toutefois, la pression initiale de l'agent moteur est supé- rieure à la pression d'insufflage, d'une quantité nécessaire pour une pulvérisation efficace du charbon. Le compresseur fournissant l'agent moteur est avantageusement établi comme compresseur à piston,ou bien, comme turbo-compresseur commandé par un moteur spécial à nombre de tours constant. Il peut par exemple être accouplé avec la pompe de circulation, laquelle, dans les chaudières avec foyer à air comprimé, tourne égale- ment avec un nombre de tours constant.
Lorsque le compresseur fournissant l'agent moteur est chargé par le compresseur fournissant l'air comburant pour le générateur à vapeur, la pression finale de l'agent moteur varie de la même manière que la pression d'insufflage de la chaudière ou que la contre-pression à la tuyère d'injection du broyeur. Par conséquent, la chute de pression à cette tuyère, ainsi que le volume de l'agent moteur, restent cons- tants pour les différentes pressions de charge de la chaudière.
Grâce à l'élimination des pertes extérieures, on a la possibilité de libérer, pour les besoins de la pulvérisation, des quantités d'énergie plus grandes que dans les broyeurs à
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pertes élevées connus jusqu'à présent. Par conséquent, la pulvérisation peut être poussée jusqu'à une finesse de grain voulue, ce qui a pour effet d'accélérer et d'améliorer la combustion dans le foyer. La combinaison de la production, par détente de produits de la combustion d'un mélange air-combus- tible, de l'énergie nécessaire directement et indirectement pour le travail de broyage, avec l'utilisation de la chaleur dans la même installation, peut également s'appliquer à d'au- tres matières, par exemple le ciment..
REVENDICATIONS.
1 - Installation pour la pulvérisation de minéraux (matières premières), notamment pour la production de pous sier de charbon pour foyers, d.e chaudières à vapeur ou analo- gues, caractérisée en ce que l'énergie nécessaire à la pulvé- risation de la matière est fournie directement ou indirecte- ment par la détente des produits de la combustion d'un mélange air-combustible et que la totalité ou la presque totalité de la quantité de chaleur encore disponible provenant de la com- bustion du dit mélange est utilisée dans la même installation.