CH141684A - Procédé pour brûler des combustibles gazeux, et liquides ou solides pulvérisés, et brûleur pour la mise en oeuvre de ce procédé. - Google Patents

Description

Procede pour brüler des combustibles gazeux, et liquides ou solides pulverises, et brnleur pour la mise en aeuvre de ce procMe. L'invention est relative ;ä. un procede pour brüler des combustibles gazeux, et liquides ou solides pulverises principalement pour la combustion de ceux obtenus par 1e fin broyage de houille, de lignite, de tourbe et autres matieres carbonees solides, ou les re- sidus solides obtenus par 1e traitement ther- mique de ces maueres carbonees. 0n sait que 1'efficacite la plus elevee et la tempera- ture la plus Brande dune flamme sont ob- tenues en faisant brüler des combustibles avee la quantite theorique d'air requise pour la combustion.

Dans les cas oü la quantite theorique d'air requise pour la combustion est meIan- gee avec 1e combustible, les retours de flamme sont generalement empeehes en fai- sant passen 1e melange ä travers le brüleur a, une vitesse plus Brande que la vitesse de propagation de la flamme caraeteristique du melange particulier de combustible et d'air qui est utilise. Toutefois, il n'est pas desi- nable d'employer des vitesses elevees pour brüler certains combustibles, et dans ces cas, et afin de permettre d'utiliser de faibles Pres- sions et en meine temps d'empecher les re- tours de flamme, an a propose d'employer avee 1e brüleur une toile metallique ou une Plaque de metal perforee dun Brand nombre de petits trous, ou encore d'employer des Bandes de metal croisees disposees de fagon ä constituer une multitude de canaux ou conduits ayant une seetion transversale re- lativement faible. Dans ces deux derniers cas, les canaux ou ouvertures ä, 1'orifice de sortie du brüleur sont suffisamment refroi- dis, par 1e melange de combustible et d'air qui les traverse, pour arreter un retour de flamme s'il s'en produit un. L'emploi de toile metallique ou d'ouvertures ou canaux relativement petits form@s dans une Plaque de metal presente, toutefois, certains incon- v6nients, notamment dans les cas oü an brfle du. combustible en poudre, car il est toujours possible que les petites- ouvertures ou eanaux s'obstruent.

Le procede selon la presente invention, consiste ä melanger 1e combustible qui doit eire brüte avec la quantite theorique d'air requise -pour assurer la combustion de fagon ä former un melange tres explosif, ä pro- duire 1e melange sous Pression ä 1'interieur d'un brüleur et ä diviser ce melange en un Brand nombre de filets independants ä 1'o- rifice de sortie du brüleur. Ce procede est caracterise en ce que la Pression du melange de combustible et d'air est Pendant son Pas sage ä travers 1e brüleur jusqu'ä Forifice de sörtie de ce dernier, reduite approximative- ment ä la valeur de la Pression regnant dann la chambre de combustion, tandis que la vi- tesse de ce melange est simultanement por- tee au-dessus de la vitesse de propagation de la flamme. Par consequent, Pendant la com- bustion, un tres Brand nombre de petits cö- nes de flammes ayant une Brande vitesse sont produits ä Porifice de sortie du urüleur et 1e retour de flamme est evite.

A cet effet, 1'interieur du brüleur peut etre constitue ä la fa@on d'un tube de Ven- turi, de maniere ä transformer la Pression du melange de combustible et d'air en vi- tesse, tandis que la sortie du brüleur est constitue par une surface percee d'un Brand nombre d'orifices ou de trous dont la section transversale varie ä pa.rtir du pdint oü le combustible et Fair entrent Jans lesdits trous jusqu'au point oü ils les quittent, la combustion ayant lieu ä la sortie desdits ori- fices. Par exemple, les ouvertures ou trous formes dans ladite surface (appelee ci- apres la grille) peuvent etre evases ext6rieu- rement ä leurs extremite d'admission et de sortie @ä la facon de tuyeres de turbines. Le combustible tel qu'une mauere carbonee pul- verulent est melange avec la quantite th6o- rique d'air, de fapon ä former un melange tres explosif aux orifices de sortie du brfi- leur. Une Pression appropriee est d'environ 125 ä 250 millimetres de hauteur d'eau. Une Partie de fair peut eire admise au brüleur avec 1e eombustible et 1e reste, qui est re- quis pour assurer la combustion complete, peut etre melange avec 1e combustible ä 1'interieur du corps du brüleur meme. Cet air additionnel ou secondaire peut entrer dann 1e brüleur par des ouvertures dont la section transversale peut eire regle comme an 1e de- sire, par exemple, au moyen d'aubes ou RTI ID="0002.0276" WI="5" HE="4" LX="1900" LY="431"> ai- lettes disposees tangentiellement, montees sur un manchon entourant des ouvertures con- duisant dune chambre ä air ä 1'interieur du brüleur, lesdites aubes ou ailettes etant destinees ä imprimer un mouvement de tour- billonnement ä fair et ä effectuer son ine- lange intime avec Fair Primaire et 1e combus- tible. L'air Primaire et ler combustible peu- vent egalement, si an 1e desire, recevoir un mouvement de tourbillonnement, ou les ou- vcrtures par lesquelles fair Primaire et 1e combustible sont admis ä, 1'interieur du brfi- leur peuvent Ure egalement construites ä la faQon d'un tube de Venturi ou d'une tuyere de turbine, ou ces deux conditions ä la fois peuvent eire realisees. Au delä du point oü Fair additionnel est me1ange avec Fair Pri maire, 1e brüleur peut etre construit comme un tube de Venturi et transforme en vitesse la Pression de Fair et du combustible meIan- g6s, augmentant ainsi 1'energie cinetique des parcelles de combustible contenues dans 1e melange. Par conAquent, apres avoir quitte la Partie du brfileur dans laquelle a lieu 1e melange complet de la totalite de Pair et du combustible, an peut laisser 1e melange coin- bustible se detendre, e@ la Pression du me- lange de combustible et d'air Sera transfor- mee en vitesse. La Partie evasee du brüleur est pöurvue ä. son extremite de sortie dune grille presentant un Brand nombre d'ouver- tures oü toute Pression existant encore dans 1e melange d'air et de combustible est trans- formAe en vitesse ou energie cinetique, en raison du fait que les ouvertures, comme mentionne precedemment, sont egalement construites ä la faeon de tubes de Venturi ou de tuyeres de turbines. En d'autres ter- mes, la Pression aux orifices de sortie du brü- leur est reduite approximativement ä la va- leur de celle regnant dann la chambre de com- 1mstion, mais la vitesse est plus Brande que la vitesse de propagation de la flamme, et un melange tres explosif est forme, qui, lors- qu'il est allume, produit un Petit cöne de flamme ä chacun des orifices de sortie du brüleur et evite 1e retour de flamme.

Le dessin annexe represente, ä. titre Texemple, un brüleur construit suivant la presente invention, La fig. 1 en est uns vue en coupe; La fig. 2? en est uns vue en plan; La fig. ä est uns coupe faite suivant la ligne X-te de la fig. 1; La fig. 4 est uns vue de face de la grille disposee ä 1'extren-kite anterieure du brüleur; La fig. 5 est uns vue en coupe transver- sa.le ä plus Brande schelle, de la grille; La fig. 6 est uns vue en bout, et La fig. 7 uns vue de cöte de 1'extremite (Je la soupape montrant les aubes ou ailettes destinees ä, imprimer un mouvement de tour billonnement au combustible en poudre et ä Fair.

L'enveloppe A du brüleux, qui est pour- vue dune collerette A3 destinee ä, etre bou- lonnee ä 1'avant dune chambre de combus- tion, de fagon que la Partie anUrieure du brü- leur s'etende ä 1'interieur de la chambre de combustion, presente un conduit d'admission A' pour 1e combustible et Fair Primaire et un conduit d'admission AZ pour Fair secondaire. Le volume d'air Primaire et de combustible est regle au moyen dune soupape B pourvue Tune tige filetee <I>b</I> montee Jans un bossage <I>a</I> et destinee ä recevoir un mouvement de ro- tation ä Faide d'un volant de manceuvre C, de maniere i deplacer la soupape longitudi- nalement pa.r rapport ä Fenveloppe A. Une poigr,ee Cl est egalement prevue pour ver- rouiller la soupape B dann la Position oü eile s. ete reglee. L'enveloppe A presente interieu- reinent un epaulement annulaire a1 et en rap- prochant ou en eloignant 1a. soupape de cet epaulement, 1e volume d'air Primaire et de e@ombustible Passant ä. travers 1e brüleur peut ftre regle comme an 1e desire. La tete b1 de 1a, soupape est pourvue, comme representg plus clairement aux fig. 6 et 7, de plusieurs aubes ou ailettes inclinees b2, b2 destinees ä imprimer un mouvement de tourbillonnement ä fair Primaire et au combustible. Le com- bustible en poudre et de Pair, de preference prealablement chauffe, comme represente plus clairement fig. 3, entrent tangentiellement dans la chambre a2 du brüleur, de fagon qu'un mouvement de tourbillonnement leur soit im- prime. Au delä de la soupape B, 1e brüleur est pourvu dune Partie a' de section tron- conique et fair secondaire, de preference, prealablement chauffe, admis dans 1e conduit A` sous la commande dune soupape (non re- pr6sent6e), entre tangentiellement dans une chambre a`- (fig. 3), s'etendant autour de la Partie a', de maniere qu'un mouvement de tourbillonnement lui soit egalement imprime. L'air Primaire et 1e combustible, lorsqu'ils quittent la Partie a3, exercent Sur Pair se- condaire uns action analogue ä celle dun in- jecteur, produisant ainsi uns turbulence et un melange intime de Pair Primaire, de Pair secondaire et du combustible. L'enveloppe A du brüleur presente un etranglement au point a', de maniere ä aider encore davantage ä produire un melange intime de Pair Pri maire, de Pair secondaire et du combustible. A partir de Petranglement a', Penveloppe du brüleur va en s'evasant exterieurement en a', ou est en forme de cornet, constituant ainsi uns Sorte de tube de Ventl-iri qui permet au melange de se detendre progressivement et de transformer la Pression du melange de com- bustible et d'air en vitesse ou energie cine- t.ique. La Partie evasee du brüleur est pour- vue. ä son extremite de sortie, dune grille presentant un Brand nombre d'ouvertures D, D de section transversale variable depuis leurs extremites d'admission jusqu'ä leurs extremites de sortie, de fagon que toute Pres sion existant encore dans Pair et 1e combus- tible melanges est transformee en vitesse. La grille pourrait eire faite en metal ou en ma- tiere refraetaire ou Partie en metal et Partie en matiere refractaire, et eile peut avoir uns epaisseur teile qu'on dispose dune quantite suffisantei de matiere pour permettre le re- froidissement voulu de la flamme, de sorte que si un retour de flamme se produit, la flamme sera éteinte avant de passer à tra vers les ouvertures <I>D, D.</I> Dans l'exemple re présenté, la grille est constituée par deux pla ques superposées comprenant une partie d pouvant être en métal ou en matière réfrac taire, faisant face au courant de combustible et d'air passant à travers le brûleur et pré sentant un degré élevé ou relativement élevé de conductibilité calorifique, ainsi qu'une partie d' contre laquelle la combustion du combustible et de l'air a lieu, cette partie d' pouvant être en métal ou autre matière qui résistera à une température élevée, mais qui n'a pas nécessairement besoin d'avoir un de gré élevé de conductibilité calorifique. La partie d' est fixée d'une manière amovible à la partie d, de sorte qu'une nouvelle partie peut facilement lui être substituée lorsque cela est nécessaire.

A l'aide de la présente invention, la flamme est constituée par un très grand nom bre de petits cônes de flamme ayant une fai ble pression, mais une grande vitesse et dont le nombre correspond à celui des ouvertures fermées dans la plaque, chaque cône de flamme étant de courte longueur, en raison du fait que la combustion du combustible a lieu aux orifices de sortie du brûleur avec la quantité théorique d'air pour former un mélange explosif. Ce fait est particulièrement avantageux dans les cas où un combustible pulvérulent est employé et où une flamme de courte longueur est très désirable.

En raison du fait que le brûleur fonc tionne avec la quantité théorique d'air et qu'en même temps les retours de flamme sont évités, le brûleur perfectionné est très effi cace et, en outre, la disposition d'une pla que antérieure interchangeable résistant au feu protège le brûleur de la chaleur intense à laquelle sont généralement soumis les brû leurs à combustible pulvérulent fonctionnant à débit élevé En outre, la transformation en -vitesse de la pression de l'air permet égale ment d'obtenir une combustion efficace, étant donné que l'enveloppe de constituants oxydés dont est entourée chaque parcelle de com bustible est rapidement éliminée, de sorte que les parcelles de combustible présentent continuellement de nouvelles surfaces à l'oxy dation, favorisant ainsi une combustion ra pide et complète. Des mesures peuvent être prises pour nettoyer les orifices de sortie du brûleur s'ils venaient à s'obstruer. Par exem ple, on peut prévoir des moyens qui peuvent être actionnés de l'extérieur du brûleur pour rapprocher ou éloigner la plaque extérieure d' de la plaque d, afin de débarrasser ces parties du poussier ou du mâchefer qui peut y adhérer.

Des mesures peuvent être également pri ses, si cela est nécessaire, pour refroidir, à l'aide d'air ou d'eau. le brûleur ou les ori fices de sortie de celui-ci, et la partie posté rieure du brûleur jusqu'à la collerette -13 peut être articulée ou reliée d'une manière amovible à la partie antérieure, de façon à permettre d'avoir facilement accès à l'inté rieur du brûleur.

Claims (3)

1. REVENDICATIONS - <B>1</B> Procédé pour brûler des combustibles, ga zeux et liquides ou solides pulvérisés, consistant à mélanger le combustible avec la quantité théorique d'air requise pour la combustion de façon à former un mélange très explosif, à produire le mé lange sous pression à l'intérieur d'un brû leur, et à diviser le mélange combustible et air en un grand nombre de filets indé pendants à l'orifice de sortie du brûleur, caractérisé en ce que la pression du mé lange de combustible et d'air est, pen dant son passage à travers le brûleur jusqu'à l'orifice de sortie de ce dernier réduite approximativement à la valeur de la pression régnant dans la chambre' de combustion, la vitesse de ce mélange étant simultanément portée au-dessus de la vi tesse de propagation de la flamme, pro duisant: ainsi, aux orifices de sortie du brûleur, un très grand nombre de petits cône de flamme ayant une faible pression mais une grande vitesse. Il Brûleur pour la mise en aeuvre du pro cédé suivant la revendication I, caracté risé en ce que l'intérieur, ainsi que la sor tie du brûleur sont conformés de ma nière à. transformer la pression du mé lange du combustible et d'air en vitesse. SOUS-REVENDICATIONS 1. Procédé suivant la revendication I, carac térisé en ce qu'on fait passer le combusti ble, après l'avoir mélangé avec la quantité théorique d'air pour la combustion, à tra vers un tube de Venturi lorsqu'il se rend aux orifices de sortie du brûleur.
2. 2 Procédé selon la revendication I, caracté risé en ce qu'une partie de l'air est admise dans lei brûleur avec le combustible, le reste qui est exigé pour assurer une com bustion complète, étant mélangé avec ce combustible à l'intérieur du corps du brû leur même.
3. 3 Brûleur suivant la revendication II, ca ractérisé en ce que la sortie est constituée par un grand nombre de trous dont la sec tion transversale varie à partir du point où le combustible et l'air entrent dans ces trous jusqu'au point où ils les quittent, la combustion ayant lieu à ces orifices de sor tie 1 Brûleur suivant la revendication II et la sous-revendication 3, caractérisé en ce que la sortie du brûleur est constituée par une plaque percée d'un grand nombre de trous évasés extérieurement à leurs extrémités d'admission et de sortie, à la façon de tuyères de turbines. 5 Brûleur suivant la revendication II, ca ractérisé en ce que la sortie du brûleur est constituée par une plaque perforée dou ble dont la partie faisant face au courant de combustible et d'air possède un degré relativement élevé de conductibilité calo rifique et dont la partie contre laquelle la combustion a lieu est en matière résis tant à une température élevée.