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DISPOSITIF DE REGLAGE DE.LA VITESSE DE SORTIE ET DE .LA DIRECTION-DU JET
DES BRULEURS A CHARBON PULVERISE.
Dans les applications de combustion du charbon sous forme de pul- vérin, le mélange air-charbon émis, soit par le broyeur lui-même, soit par l'ac- tion conjuguée d'un ventilateur et d'un distributeurest acheminé par des tuyau- teries vers un ou plusieurs brûleurs.
Selon le cas,.les brûleurs débouchent dans la chambre de combustion, soit au travers de la voûte, soit au travers des parois verticales avant, ar- rière, ou latérales, soit dans les angles dièdres formés par ces parois, tous- ces emplacements étant déterminés dans chaque cas particulier, dans le but d'as- surer le développement de la flamme suivant une trajectoire déterminée par les critères de la combustion parfaite du combustible utilisé, et ceux du meilleur rendement des échanges de chaleur.
Le rôle de ces brûleurs est d'imprimer au jet du mélange air-char- bon une vitesse et une direction initiales déterminées, ces deux facteurs devant satisfaire aux impératifs de réalisation d'un allumage rationnel et d'une tra- jectoire de flamme qui utilise aussi parfaitement que possible le volume de la chambre de combustion, en évitant toutefois tout contact nuisible ou prématu- ré entre la flamme et les parois de la chambre de combustion, ou les surfaces des échangeurs.
Le pourcentage d'air de combustion qui ddit être admis au brûleur dans le mélange air-charbon est déterminé en tenant compte des conditions pro- pres à chaque cas donnée
Cette quantité d'air constitue la fraction dénommée "air primaire".
Sa valeur dépend @ - de la teneur en matières volatiles des combustibles, - de la température de l'air primaire, - de l'allure du foyer, etc...
L'air "complémentaire" de combustion.est insufflé en différents points de la chambre de combustion -. au travers de la voûte, des parois verti-
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calesdu cendrieret également au travers de la double enveloppe dont chaque brûleur est le plus souvent pourvu, ou par des busettes spéciales comprises dans le complexe du brûleur.
De ces quelques considérations il résultes d'une part, que le volu- me d'air primaire est fonction de la quantité et des caractéristiques du combusti- ble utilisé etd'autre parte que la vitesse de sortie du brûleur est,à la fois, fonction de la vitesse d'inflammation du mélange air-charbon, et fonction d'une certaine force vive que la flamme doit posséder pour réaliser sa trajec- toire; par ailleurs, la direction initiale doit également concourir à situer la trajectoire désirée par rapport aux trois dimensions de la chambre de com- bustion.
Les types de obrûleurs existants sont de profils inamovibles; on détermine généralement leurs dimensions et leur orientation par des calculs basés sur la considération des valeurs moyennes des variables qui entrent en jeu. Lorsque leur section de sortie et la direction sont ainsi établies pour chaque cas, il n'est possible de les corriger éventuellement que moyennant des transformations importantes et coûteuses des brûleurs et tuyauteries., trensfor- mations qui nécessitent une période d'arrêt de l'installation.,
La présente invention a pour but d'éliminer ces inconvénients et ce but est atteint grâce à la prévision d'un dispositif à plaques pivotantes, planes ou nôn, montées à l'intérieur du brûleur et formant des parois de celui- ci,
ces plaques pouvant être manoeuvrées de l'extérieur et permettant ainsi une variation aisée et immédiate du profil efficace du brûleur selon les condi- tions de travail dans chaque cas particulier, de façon à imprimer chaque fois au jet de mélange air-charbon les vitesse et direction optimao Grâce au dispo- sitif selon,l'invention, il est possible d'effectuer ce réglage entre de larges limites et d'une fagon simple, pendant la marche de l'installation, par la ma- noeuvre de leviers, volants ou autres moyens de commande extérieurs, facilement accessibles.
A titre démonstratif, un exemple d'exécution de l'invention sera décrit ci-après, avec référence aux dessins annexés, dans lesquels
La figo 1 est une vue schématique en perspective d'un brûleur ayant la forme d'un prisme trapézoïdale
La fig. 2 est une vue en coupe horizontale de ce brûleur,
La fig. 3 est une vue en coupe axiale d'un exemple de réalisation constructive d'un brûleur selon l'invention,
La fig. 4 est une vue en coupe suivant la ligne IV-IV de la Fig. 3, la Figo 5 est une vue latérale de la figo 3,
La figo 6 est une vue fragmentaire extérieure suivant la flèche X en Figo 3,
La fig. 7 est une vue en coupe suivant la ligne VII-VII en Fig.
3, et
La figo 8 est une vue en coupe suivant la ligne VIII-VIII en Figo 30
Bien que l'invention soit applicable aux brûleurs de n'importe quelle forme, elle sera décrite plus spécialement dans son application à un brûleur ayant la forme d'un prisme trapézoïdale qui est d'usage fréquent et est repré- senté schématiquement en Figso 1-2.
Les arêtes AB, CD, EF et GH sont égales entre-elles. Les faces d'extrémité ABCD et EFGH sont ouvertes et le mélange air-charbon s'écoule suivant le sens des flècheso
Contre chacune des faces latérales opposées ABEF et CDGH, on appli- que une plaque déflectrice rectangulaire 1, 2, pivotant autour d'une de ses extrémités., au moyen d'une charnière placée sur la face correspondante du brû- leur,dans ouà proximité de sa section d'entrée EFGHo Par ailleurs., chaque plaque est réunie à un mécanisme de commande permettant de la faire tourner autour de sa charnière et de l'immobiliser dans toute position désiréeo Les figso 3 à 8' montrent une réalisation d'un tel système Les volets ou pla-
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ques 1, 2 sont montées à l'aide de charnières 3,
4 sur deux parois intérieures opposées du brûleur 5 qui est entouré d'une enveloppe 6 ménageant un passage pour l'air complémentaire amené par le conduit 7. L'ensemble est supporté par des poutrelles 8 solidaires d'une paroi de la chambre de combustiono
En un point intermédiaires, chaque plaque est réunie) par une arti- culation appropriée 9y 10, à une extrémité d'une tige de commande 11, 12 qui s'étend vers l'extérieur à travers des bourrages 13, 14. L'autre extrémité de la tige 11 est filetée et coopère avec un volant 15 agissant comme écrou et monté dans une chape 16.
La manoeuvre du volant 15 provoque le déplacement axial de la tige 11 et donc le déplacement angulaire de la plaque 1, la posi- tion de celle-ci étant lue sur une échelle fixe coopérant avec un index 17 so- lidaire de la tige 11.
L' autre extrémité de la tige 12 est réunie., par une articulation, à boutonnière, à un levier double 18 calé sur un arbre 19 monté à rotation dans des coussinets fixes 20. Sur cet arbre est également calé un levier 21 dont l'extrémité est réunie, par une articulation à boutonnière, à une extrémité d'une tige 22 s'étendant à 1-'extérieur du brûleur 5, 6 et guidée dans des pa- liers fixes 23. L'antre extrémité de la tige 22 est filetée et coopère avec un volant 24 agissant comme écrou et monté dans une chape 25. La manoeuvre de ce volant permet de déplacer la plaque déflectrice 2, la position de celle- ci étant lue sur une échelle fixe 26 coopérant avec un index 27 solidaire de la tige 22.
Au moyen des volants 15 et 24, on peut donc régler individuellement la position des plaques 1, 2, depuis celle montrée en traits pleins en Figo 3 jusqu'à l'autre position extrêmes telle qu'indiquée par exemple par les traits interrompus 1,2' en cette même Figure. On peut donc faire varier à volonté, dans les limites permises par les dimensions du brûleur, le profil efficace de celui-ci, délimité par les deux plaques 1, 2 et déterminant la sec- tion de sortie et la direction du jet, qui sont les mieux appropriées à chaque cas particulier.
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EXIT SPEED AND JET DIRECTION ADJUSTMENT DEVICE
PULVERIZED COAL BURNERS.
In pulverized coal combustion applications, the air-coal mixture emitted, either by the crusher itself or by the combined action of a fan and a distributor is conveyed by pipes. - teries to one or more burners.
Depending on the case, the burners open into the combustion chamber, either through the vault, or through the vertical front, rear or side walls, or in the dihedral angles formed by these walls, all these locations. being determined in each particular case, with the aim of ensuring the development of the flame following a trajectory determined by the criteria of the perfect combustion of the fuel used, and those of the best heat exchange efficiency.
The role of these burners is to impart to the jet of the air-carbon mixture a determined initial speed and direction, these two factors having to satisfy the imperatives of achieving a rational ignition and a flame trajectory which uses as perfectly as possible the volume of the combustion chamber, while avoiding any harmful or premature contact between the flame and the walls of the combustion chamber, or the surfaces of the exchangers.
The percentage of combustion air which must be admitted to the burner in the air-carbon mixture is determined taking into account the conditions specific to each given case.
This quantity of air constitutes the fraction called “primary air”.
Its value depends on @ - the volatile matter content of the fuels, - the temperature of the primary air, - the appearance of the fire, etc ...
The "complementary" combustion air is blown into different points of the combustion chamber -. through the vault, vertical walls
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wedges the ashtray and also through the double casing with which each burner is most often provided, or by special nozzles included in the burner complex.
From these few considerations it follows, on the one hand, that the volume of primary air is a function of the quantity and characteristics of the fuel used and on the other hand that the output speed of the burner is, at the same time, as a function of the ignition speed of the air-carbon mixture, and as a function of a certain living force that the flame must have in order to achieve its trajectory; moreover, the initial direction must also contribute to situating the desired trajectory in relation to the three dimensions of the combustion chamber.
The existing types of burner are of immovable profiles; their dimensions and their orientation are generally determined by calculations based on the consideration of the mean values of the variables which come into play. When their output section and direction are thus established for each case, it is only possible to correct them if necessary. by means of significant and costly alterations to the burners and piping., transformations which require a period of shutdown of the installation.,
The object of the present invention is to eliminate these drawbacks and this object is achieved thanks to the provision of a device with pivoting plates, flat or not, mounted inside the burner and forming walls thereof,
these plates being able to be maneuvered from the outside and thus allowing an easy and immediate variation of the effective profile of the burner according to the working conditions in each particular case, so as to print each time with the jet of air-carbon mixture the speeds and optimum direction Thanks to the device according to the invention, it is possible to carry out this adjustment between wide limits and in a simple way, during the operation of the installation, by the operation of levers, handwheels or other easily accessible external control means.
By way of demonstration, an exemplary embodiment of the invention will be described below, with reference to the accompanying drawings, in which
Fig. 1 is a schematic perspective view of a burner in the form of a trapezoidal prism
Fig. 2 is a horizontal sectional view of this burner,
Fig. 3 is an axial sectional view of an exemplary constructional embodiment of a burner according to the invention,
Fig. 4 is a sectional view taken along the line IV-IV of FIG. 3, Figo 5 is a side view of Figo 3,
Figo 6 is a fragmentary exterior view along the arrow X in Figo 3,
Fig. 7 is a sectional view along the line VII-VII in FIG.
3, and
Figo 8 is a sectional view along line VIII-VIII in Figo 30
Although the invention is applicable to burners of any shape, it will be described more especially in its application to a burner having the shape of a trapezoidal prism which is in frequent use and is shown schematically in Fig. 1. -2.
The edges AB, CD, EF and GH are equal to each other. The end faces ABCD and EFGH are open and the air-carbon mixture flows in the direction of the arrows o
Against each of the opposite side faces ABEF and CDGH, a rectangular deflector plate 1, 2 is applied, pivoting around one of its ends., By means of a hinge placed on the corresponding face of the burner, in ouà proximity to its entry section EFGHo In addition, each plate is joined to a control mechanism allowing it to turn around its hinge and immobilize it in any desired position o Figs 3 to 8 'show an embodiment of such a system The shutters or
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ques 1, 2 are mounted using hinges 3,
4 on two opposite interior walls of the burner 5 which is surrounded by a casing 6 providing a passage for the additional air supplied by the duct 7. The assembly is supported by beams 8 integral with a wall of the combustion chamber.
At an intermediate point, each plate is joined) by a suitable articulation 9y 10, at one end of a control rod 11, 12 which extends outwards through the jams 13, 14. The other end of the rod 11 is threaded and cooperates with a flywheel 15 acting as a nut and mounted in a yoke 16.
The operation of the flywheel 15 causes the axial displacement of the rod 11 and therefore the angular displacement of the plate 1, the position of the latter being read on a fixed scale cooperating with an index 17 integral with the rod 11.
The other end of the rod 12 is joined by an articulation, with a buttonhole, to a double lever 18 wedged on a shaft 19 rotatably mounted in fixed bearings 20. On this shaft is also wedged a lever 21, of which the end is joined, by a buttonhole joint, to one end of a rod 22 extending outside the burner 5, 6 and guided in fixed bearings 23. The other end of the rod 22 is threaded and cooperates with a flywheel 24 acting as a nut and mounted in a yoke 25. The operation of this flywheel moves the deflector plate 2, the position of the latter being read on a fixed scale 26 cooperating with an index 27 integral with rod 22.
By means of the handwheels 15 and 24, it is therefore possible to individually adjust the position of the plates 1, 2, from that shown in solid lines in Figo 3 to the other extreme position as indicated for example by the dotted lines 1, 2 'in this same Figure. It is therefore possible to vary at will, within the limits allowed by the dimensions of the burner, the effective profile of the latter, delimited by the two plates 1, 2 and determining the outlet section and the direction of the jet, which are best suited to each particular case.