<Desc/Clms Page number 1>
"Procédé et chambre de combustion à dispositif d'enlèvement de la scorie, en particulier pour foyers à poussier de charbon"
Dans les foyers, en particulier les foyers à poussier de charbon, l'enlèvement de la scorie joue un rôle important. En général, on la laisse se précipiter à l'état durci, sous forme de poussière, par exemple en la faisant passer par des grilles de :granulation, de sorte qu'elle durcit et s'accumule dans la partie inférieure de la chambre de combustion, d'où elle est alors évacuée. Suivant un procédé plus récent, on la recueille dans des bacs de fusion de scorie, disposés dans la partie inférieure de la chambre de combustion, et on la laisse s'écouler continuellement ou périodiquement à l'état liquide.
On a également déjà essayé de séparer la scorie durcie des gaz chauds par centrifugation à l'intérieur de la chambre de combustion, en imprimant aux gaz chauds, à la sortiede la chambre de combustion, un mouvement tourbillonnaire qui jetait les particules de scorie dans une rigole, dont elles étaient alors éva- cuées.
Alors que, dans les premiers cas, la séparation de la scorie des gaz de combustion s'opérait par gravité, la séparation doit, dans le deuxième cas, être produite par centrifugation. Il est toutefois excessivement difficile de séparer, par centrifugation, de la poussière sèche ou autres petites particules, de leur support gazeux, puisque ces particules sont bien projetées par la force centrifuge contre la paroi de séparation, mais elles sont tout aussi facilement entraînées de nouveau par le tourbillon. Par comparaison, des gouttes de. liquides se comportent tout à fait différemment, parce qu'elles restent coller à la paroi contre laquelle
<Desc/Clms Page number 2>
elles furent projetées, se réunissent en grandes flaques et s'écoulent alors le long de la paroi.
Il est connu que, dans le but de réaliser une combustion aussi complète que possible du poussier de cnarbon, ainsi qu'une séparation très poussée de la scorie encore à l'intérieur de la chambre de combustion, les espaces de combustion sont faits très grands.
L'aigre cela, des particules de charbon incomplètement brûlées ou de coke volant se déposent encore avec les gouttelettes de scorie ou la poussière de scorie. Comme l'expérience le prouve, ces parti- cules de charbon brûlent toutefois complètement sur le li t de scorie, puisqu'elles en ont maintenant le temps nécessaire.
EMI2.1
Ces considérations peuvent être Mises a profit tour la séparation de la scorie, violon l'invention, il faut que, aaiis la C1ÚIJUl'e de combustion de foyers a poussier de cnarbon, tant aos foyurs ordinaires que plus spécialement des foyers sous pression, un tuouvement de rotation rapide soit imprimé aux gaz de coubust-ion a,rè la combustion d'au moins la majeure partie du co.ibuNt,le dans une partie principalement cylindrique de la chambre de combustion, (Le
EMI2.2
sorte que la scorie fondue et les particules du poussier de o=.1t,rbofi non encore brûlées sont projetées contre la paroi, que la scorie liquide s'écoule le long de la paroi, est récoltée dans un bassin à scorie et est ensuite évacuée de celui-ci, tandis que le poussier
EMI2.3
de charbon,
qui est projeté par centni'ugation et qui auhère à la scorie, est amené à brûler complètement par suite de son contact intima avec l'air amené par la centrifugation.
EMI2.4
Les s Fi8s. 1 et 2 montrent des exemples d'exécution de l'inven- tion. La Fig. 1 est une vue en coupe à travers une chambre de combus-
EMI2.5
tion pour la production de gaz de chauffe de température 1>ioa4r.?e, par exemple pour des surchauffeurs de vapeur ou des r ChétuffdUri;3 d'air qui sont chauffés séparément, ou encore pour la génération des gaz moteurs de turbines à gaz. Dans cette Fig., 1 désigne la chambra préliminaire, 2 la paroi intermédiaire comportant les ailettes de tourbillonnement et 3 la chambre de séparation.
Le poussier de charbon qui est introduit par le tuyau 4 et qui est mélangé avec l'air de combustion dans le brûleur 5, est brûlé en majeure partie dans la chambre préliminaire 1, tandis que les gaz de combustion ainsi produits sont mis en rotation rapide par les ailettes de tourbillonnement 6, de sorte que les particules de scorie qui se trouvant à l'état fondu sont projetées, avec les particules de charbon qui ne sont éventuellement pas encore complètement brûlées, contre la paroi, où elles restent d'abord adhérer, pour ruisseler dans le bassin annulaire 7, après accumulation en quantités suffi- samment grandes.
Par suite de la forte chaleur, la scorie reste à
<Desc/Clms Page number 3>
l'état fondu et peut s'écouler par 8 ou être évacuée de temps en temps. Four le refroidissement des ailettes de tourbillonnement 6 et de la paroi intermédiaire 2, on peut utiliser de l'air de combustion qui sort aux ailettes et fournit l'oxygène pour la combustion résiduelle. De plus grandes particules de charbon, qui sont rejetées par centrifugation, adhèrent à la couche de scorie liquide, où elles brûlent maintenant complètement, puisqu'elles disposent du temps nécessaire et se trouvent en contact intime avec l'air qui est amené par centrifugation.
Les gaz de chauffe exempts de scorie s'écoulent à travers l'ouverture 9 dans la chambre de mélange 10. Dans cette chambre de mélange, les gaz de combustion sont encore additionnés d'une quantité telle d'air, ou encore de gaz d'échappement, que le gaz de chauffe ou gaz moteur acquiert la température désirée pour son utilisation. L'air entre par exemple en 11 et pénètre par les fentes 12 dans la chambre de mélange, tandis que le gaz prêt à l'emploi quitte la chambre de mélange par les fentes 13 et s'écoule à travers le tuyau 14 vers l'endroit d'utilisation. Un collecteur supplémen- taire de scorie est prévn 15.
La Fig. 2 montre une vue en coupe à travers la chambre de combustion et la partie vaporisatrice d'une chaudière Velox. Dans ce cas, également, la chambre de combustion est séparée, par la paroi intermédiaire 22, en une chambre préliminaire 21 et une chambre de séparation 23, en vue de la séparation de la scorie.
La partie principale de la combustion a lieu dans la chambre préliminaire, laquelle est équipée de tubes de vaporisation 24 en raison du grand débit de chaleur, tandis que la chambre de séparation reçoit généralement un revêtement de briqueso Au moyen des ailettes de tourbillonnement 25, ou 25a de la Fig. 3, laquelle montre une vue en coupe de ces ailettes ou tôles de guidage, les gaz chauds sont mis en rotation rapide, de sorte que les gouttelettes, de scorie, ainsi que les particules da charbon non encore complètement brûlées, sont projetées contre la paroi de la chambre de séparation 23 et s'écoulent vers le bas, dès qu'une coucha suffisamment grande de scorie s'est formée. La scorie fondue s'accumule dans la rigole 26, d'où elle peut être évacuée par l'ouverture 27.
Le gaz de chauffe plus ou moins libéré de scorie, s'écoule par le centre vers le corps de vaporisation 28 et parcourt celuici à grande vitesse, en cédant une grande partie de sa chaleur à l'eau devant être vaporisée. Par suite de cette soustraction de chaleur, les gaz de chauffe sont refroidis au-dessous de la tempé... rature de solidification de la scorie.
De la scorie qui serait encore entraînée et n'aurait donc pas été précipitée dans la. cham- bre 23, se durcit dans le corps de vaporisation et est alors
<Desc/Clms Page number 4>
projetée dans le collecteur de scorie 29, tandis que le gaz de chauffa, après avoir reçu une déviation de 180 par les anneaux a tuyeres 30, s'écoule par exemple vers le surchauffeur 31, En aval du séparateur de scorie à l'état liquide est donc monté un autre séparateur pour la scorie à l'état durci.
Une ouverture est prévue en 32 pour permettre le détachement de la scorie qui s'accumula sur la paroi frontale du corps de vaporisation.
33 désigne le brûleur qui reçoit le poussier de charbon par le tuyau 34, tandis qu'une partie de l'air de combustion accède au brûleur par la conduite 35. 36 désigne un coude de raccordement du système de circulation d'eau.
Comme on peut admettre avec une assez grande assurance que des particules de charbon ou de coke projetées par la centrifugation, qui flottent sur la scorie liquide, par suite de leur plus faible poids spécifique, sont retenues par la scorie et sont pourvues d'une quantité suffisante d'oxygène par l'air amené par la centrifugation,brûlent complètement, on peut non seulement rendre le volume des chambres de combustion plus faible, mais aussi réduire le degré de finesse de la pulvérisation.
L'avantage de l'élimination (les particules de scorie liquide par centrifugation et leur évacuation a l'état liquide de la chambre de combustion, par éclusage, ne réside donc pas uniquement dans la plus grande facilité de 1'enlèvement de la scorie, mais principalement dans le fait que la chambre de combustion et la préparation du poussier de charbon deviennent moins coûteuses.
Le procédé proposé et les installations nécessaires a sa mise en oeuvre peuvent être appliqués aux foyers sous pression atmosphérique, mais sont cependant particulièrement avantageux pour les foyers sous pression, dans lesquels on dispose aussi la plupart au temps de plus grandes chutes de pression pour le brûleur et le dispositif de centrifugation. On établira ordinairement ce dispositlf de centrifugation coaxialement avec la chambre préliminaire, qui présente elle-même une forme cylindrique comme la chambre de séparation qui s'y raccorde. La chambre préliminaire peut toutefois présenter toute autre forme appropriée et comporter plusieurs dispositifs de centrifugation, avec des chambres de séparation qui s'y raccordent.
Comme montré dans les exemples d'exécution, les dispositifs de centrifugation peuvent être constitués par des palettes de tourbillonnement montées dans un fond intermédiaire. Ce fond peut toutefois être omis et le tourbillon peut être produit par de l'air additionnel ou des gaz de retour d'échappement, introduits
<Desc/Clms Page number 5>
dans la chambre de combustion à un endroit approprié.
REVENDICATIONS.
1 - Procédé d'enlèvement de la scorie des gaz de combustion à l'intérieur de la chambre de combustion, en particulier pour foyers à poussier de charbon, tant de foyers ordinaires que spécialement de foyers sous pression, caractérisé en ce qu'un mouvement de rotation rapide est imprimé aux gaz de combustion après la combustion d'au moins la majeure partie du combustible dans une partie principalement cylindrique de la chambre de combustion, de sorte que la scorie fondue et les particulies de poussier de charbon non encore brûlées sont projetées contre la paroi, que la scorie liquide s'écoule le long de la paroi, est recueillie dans un bassin à scorie et est évacuée de celui-ci, tandis que le poussier de charbon projeté par centrifugation et adhérant à la scorie,
est amené à brûler complètement par suite de son contact intime avec l'air amené par la centrifugation.
2 - Chambre de combustion comportant un dispositif d'enlèvement de la scorie, pour la mise en oeuvre du procédé suivant revendication 1, caractérisée en ce que la chambre de combustion est constituée par une chambre préliminaire, dans laquelle la majeure partie du combustible est brûlée, par une chambre de séparation, dans laquelle s'effectuent la séparation de la scorie et la combustion résiduelle, at par des dispositifs pour la création d'un mouvement tourbillonnaire, agencés entre les deux chambres.