Dispositif de combustion de chaudière à charbon pulvérisé. La présente invention a pour objet un dis positif de combustion de chaudière à charbon pulvérisé, caractérisé par des brûleurs dont chacun comprend une série de tuyaux reliés à une conduite commune alimentant. ces tuyaux avec un mélange d'air primaire et de charbon pulvérisé, et conformés de telle ma nière qu'ils débouchent dans une ouverture d'admission d'une chambre de combustion en avant. leurs orifices de sortie disposés en ran gées parallèles, les orifices de ces rangées étant en outre répartis en plusieurs groupes alignés chacun suivant une direction perpen diculaire à celle de ces rangées.
lie dessin représente, à titre d'exemple, une forme d'exécution du dispositif suivant l'invention et deux variantes de cette forme d'exécution.
La fi-. 1. est une élévation latérale, avec partie en coupe, de cette forme d'exécution. lies fig. 2 et 3 sont des coupes respective ment suivant 2-2 et 3-3 de la fig. 1.
La fig. 4 est une élévation frontale par tiellement en coupe de cette forme d'exécu tion, vue dans une direction parallèle au toit incliné de la chambre de combustion.
La fig, 5 est, une coupe horizontale selon 5-5 (le la fig. 4.
La fig. 6 est une vue à plus grande échelle d'une partie d'un distributeur représenté à la fig. 4.
La fia. 7 est une coupe dans un plan parallèle au plan des coupes des fig. 4 et 6 montrant une partie d'une première variante du dispositif des fig. 1 à 6.
La fig. 8 est. une coupe analogue à celle de la fig. 7 et relative à cette même variante. La fig. 9 est une coupe analogue relative à une deuxième variante.
Dans le dispositif que représentent les fi-. 1 à 6, une chambre de combustion 10 ayant un toit incliné 11 comporte une ouver ture d'admission rectangulaire 12. En travers de cette ouverture s'étendent des tronçons parallèles 14 de tubes de parois de la chambre de combustion, ces tubes servant de tubes ré chauffeurs. L'ouverture d'admission 12 pré sente sa plus grande dimension dans le sens transversal aux tronçons 14. Une enveloppe 15 est divisée par des cloisons verticales 18 parallèles aux tronçons 1.4 en plusieurs eham- bres formant chacune une boîte à air secon daire eommnniquant avec la chambre de com bustion par l'ouverture 12.
Chaque boîte à air correspond à un brûleur et est alimenté en air secondaire de combustion par une entrée d'air propre 1.9 munie d'un registre réglable. Chaque boite comporte un regard 22 et un orifice d'allumage 23 qui lui sont propres.
Chaque brûleur est alimenté en mélange de charbon pulvérisé et d'air primaire par sa propre conduite aboutissant à un raccord de distribution courbe 25, communiquant avec un distributeur rectangulaire 26 de ce brû leur. Ce distributeur, ainsi que le montrent les fig. 1 et 6, s'allonge dans une direction perpendiculaire au sens des tronçons de tubes 14. Le raccord courbe 25 s'élargit par une courbure vers l'extérieur de sa paroi latérale pour recouvrir la longueur du distributeur 26.
Celui-ci présente une série de douze lu mières transversales contiguës 28 de même forme et de même section séparées par onze cloisons transversales. Le mélange air pri- maire-charbon pulvérisé est réparti égale ment entre les lumières 28 de telle sorte que chacune d'elles reçoit un courant. de charbon pulvérisé et d'air primaire avec le même rap port air-combustible.
De chaque lumière de distribution 28 part un tuyau de décharge 29 qui débouche dans l'ouverture 12 à faible distance au-dessus d'un des tronçons de tubes 14 et en regard de celui-ci. Les tuyaux 29 ont une section ovale allongée parallèlement aux tronçons 14. En vue de compenser toute inégalité dans la dis tribution de combustible pulvérisé entre les lumières de distribution 28, les tuyaux 29 sont répartis en quatre groupes de trois, les tuyaiLx de chacun de ces groupes recevant chi mélange air-charbon pulvérisé de différen tes parties de la.
section du courant d'alimen tation provenant du raccord de distribution 25 et débouchant dans une même partie de l'ouverture 12. Les tuyaux 29 sont conformés de façon que leurs orifices de sortie soient dis posés en trois rangées parallèles de quatre orifices. Les quatre orifices de chaque rangée sont en regard du même tronçon de tube 14 et correspondent à quatre tuyaux 29a, <I>29b,</I> <B>29e</B> et 29d dont les extrémités d'entrée sont juxtaposées dans une direction perpendicu laire aux tronçons 14.
Les orifices de sortie sont. en outre disposés de façon à. former quatre groupes de trois orifices, chaque groupe étant. aligné suivant suie direction per pendiculaire à celle des rangées (fig. 4 et 5). Les trois orifices de chaque groupe correspon dent aux trois tuyaux d'un des groupes de tuyaux mentionnés ci-dessus. Les extrémités des quatre tuyaux correspondant à une même rangée d'orifice sont maintenues par des pièces d'écartement 30 attachées à ces divers tuyaux et l'intervalle entre les ensembles de quatre tuyaux voisins est maintenu par d'autres pièces d'écartement 31 reliant les pièces 30 extrêmes.
Les tronçons de tubes 14 en regard desquels débouchent les tuyaux<B>29</B> portent des organes diviseurs de jet 33 cons tituant en même temps organes protecteurs contre la chaleur. La section de ces diviseurs de jet se rétrécit vers le haut de façon qu'ils présentent vers l'amont une arête située dans le plan médian vertical des orifices de la ran gée correspondante. Les tronçons de tubes in termédiaires sont munis d'écrans protecteurs courbes 34 sur leur côté supérieur.
Les orifices des tuyaux 29 correspondant à chaque rangée de quatre orifices sont maintenus en aligne ment au-dessus du tronçon de tube 14 corres pondant par des plaques entaillées 35 à cheval sur des diviseurs de jet 33 de ce tronçon et fixées aux tuyaux extrêmes de la rangée (fig. 1 et 4). Le raccord de distribution 25 est muni sur sa paroi supérieure de trous 36 destinés à recevoir des tubes d'injection de vapeur pour le nettoyage des tuyaux 29 lors- qu'ils sont encrassés, ces tubes étant disposés en prolongement des tuyaux 29.
Avec la disposition qui vient. d'être décrite, le courant d'alimentation en charbon pulvérisé et en air primaire est divisé par le distributeur en douze parties dans le sens perpendiculaire aux tronçons 14. Chaque par tie s'écoule vers le bas dans le tuyau 29 correspondant et le jet vient. frapper le divi seur de jet correspondant qui partage le cou rant en deux parties sensiblement égales péné trant dans la chambre de combustion par les intervalles entre les troneons de tubes 14.
Chaque courant de charbon pulvérisé et d'air primaire est. de petite section, est entouré par de l'air de combustion secondaire provenant de la boîte à air secondaire et pénétrant dans la chambre de combustion par l'ouverture 12 en passant entre les diviseurs de.jet et les tronçons de- tubes 14, de telle sorte qu'il se produit rapidement un mélange intime du charbon pulvérisé et de l'air nécessaire à sa combustion pendant que ceux-ci passent entre les tronçons 14.
Cette subdivision du courant principal de charbon pulvérisé et d'air pri- maire en un grand nombre de petits courants et le groupement de ces courants de la ma nière qui a été décrite assurent un rapport combustible-air sensiblement uniforme à la sortie de l'ouverture 12 et le maintient d'une combustion turbulente à flammes courtes dans la chambre de combustion.
Pour assurer l'uniformité du mélange de charbon pulvérisé et d'air primaire au raccord de distribution 25 (fig. 1 à 3) on donne à la conduite d'alimentation une forme parti culière. Le mélange provenant d'un pulvérisa teur non représenté arrive du pulvérisateur par le tronçon de conduite vertical 37 de sec tion circulaire. Tant que le mélange se déplace verticalement sa densité reste sensiblement uniforme dans toute la section, mais tout changement de direction entraîne une redistri bution des particules de charbon dans le cou rant, par suite des effets de gravité ou par la force centrifuge ou les deux.
La partie de la conduite d'alimentation qui connecte ce tronçon vertical 37 au raccord de distribution 25, avec les courbures nécessaires pour chan ger la direction du courant de son sens ascen dant à une direction descendante, est spéciale ment. construite pour régler la dispersion des particules de charbon par suite de l'effet. cen trifuge, tout en maintenant faible la chute de pression dans cette partie de la conduite d'ali mentation. A cet effet, à l'extrémité supé rieure du tronçon vertical 37 est fixé un rac cord de transmission vertical 38, qui assure une transition entre la section circulaire de ce tronçon 37 et une section rectangulaire (fig. 1 et 2).
Ce raccord de transition 38 est suivi d'un tronçon courbe 39 de section rec tangulaire (fig. 3) dont. la plus grande dimen sion est. parallèle à la plus grande dimension de section du raccord de distribution 25. Ce tronçon courbe 39 est relié à son tour à une partie de transition 40, qui convertit la sec tion rectangulaire en une section circulaire, celle du tronçon de conduite rectiligne 41 sui vant. Ce tronçon se prolonge à son tour par une troisième partie de transition 42 qui effectue la conversion inverse de la section circulaire en une section rectangulaire aplatie, dont la grande dimension est parallèle à celle de la section du raccord de distribution 25 et qui s'adapte sur ce raccord.
Comme le mon trent les fig. 1 et 4, la section de ce raccord s'élargit en s'aplatissant progressivement jus qu'au distributeur 26.
On a constaté que l'on obtient les meilleurs résultats en ce qui concerne l'uniformité du mélange dans le distributeur 26 en adoptant les proportions suivantes pour les longueurs et autres dimensions de la. partie de la conduite 38 à 42 et du raccord de distribution 25. Si l'on désigne par D le diamètre du tronçon rectiligne de section circulaire 41, le raccord de transition 38 devra avoir une longueur d'environ 1,8 D, le tronçon courbe 39 devra avoir un rayon de courbure d'environ 1,8 D, des dimensions de section d'environ 0,525 D X 1,5 D et devra s'étendre sur un arc de 80 à 180 . La partie de transition 40 mira une longueur d'environ 1,8 D et le tronçon rectiligne 41 d'au moins 2 D, sans excéder 8D.
La partie de transition 42 aura une longueur d'environ 2 D et un angle d'ouverture ne dé passant pas 16 . Le raccord de distribution 25 aura une longueur au moins égale à 1,88 (3 N -1,56 D) où N est le nombre des tuyaux 29 du brûleur. L'ouverture du raccord de distribution ne devra pas dépasser 30 si l'on prend la. longueur ci-dessus et dans toits les cas elle pourra être d'environ 10 plus grande que l'angle d'ouverture de la partie de transition 42. Le raccord de distribution aura une courbure d'un rayon de 30 à 45 cm et s'étendra sur un arc de 80 à 120 . Cette disposition conduit à une section constante sur toute la longueur de la conduite d'alimen tation, ce qui réduit les chutes de pression au minimum.
En outre, cette disposition donne un courant d'une densité sensiblement uni forme, donc une distribution régulière du charbon pulvérisé à la section d'entrée du distributeur 26.
Dans une variante du dispositif des fig. 1 à 6, les diviseurs de jet pourraient être cons titués par les tronçons de tubes 14 eux-mêmes.
Dans la variante des fig. 7 et 8, les ori fices des tuyaux 29 correspondant à chaque rangée d'orifices sont en regard de l'intervalle entre deux tronçons de tubes 14 voisins. Un bloc métallique 33 formant déflecteur et cons tituant en même temps une protection contre la chaleur est fixé sur chacun des tronçons 14 et ces blocs sont conformés de manière à ménager entre eux une série de passages pour le courant d'air secondaire venant de la boîte à air secondaire.
La conformation de chaque bloc 33 est telle que dans une section elle a une forme représentée en 33a. et dans une section sui vante la forme représentée en 33b, les parties ayant ces sections étant sensiblement de même longueur. La partie 33a a la forme d'im triangle isocèle dont la base est creusée pour s'appliquer sur la courbure d'un tronçon de tube 14 et dont les côtés sont sensiblement tangents audit tube.
La partie 33b a une forme générale en parallélogramme, dont la base est creusée pour s'appliquer sur la cour bure d'un tronçon. de tube 14 et dont les côtés sont parallèles au côté le plus proche d'une section 33a. La partie 33b est, de préfé rence évidée pour diminuer la masse de métal et réduire les contraintes résultant des varia tions de température.
L'extrémité du tuyau 29 qui débouche en regard de l'intervalle des deux tubes est maintenue en position entre deux parties 33a et 33b de deux blocs voisins par des bossages d'espacement 48. L'intervalle des blocs forme des passages d'air secondaire 51 et 52 inclinés. Ainsi chaque jet de charbon pulvérisé et d'air primaire sortant d'un tuyau 29 et pénétrant dans la chambre de combustion par l'espace entre deux tronçons de tube 14 correspondant est croisé par des courants d'air secondaire sortant des passages 51 et 52.
Sur les blocs 33 sont disposées des cloisons 55 qui sont inclinées alternativement d'un côté et de l'autre pour diviser l'air secondaire entrant dans la chambre de combustion en courants distincts alimentant chacun des jets sortant des tuyaux 29. Dans le sens trans versal, ces courants sont séparés par des cloi sons 56. On obtient ainsi des courants croisés du mélange charbon pulvérisé-air primaire avec l'air secondaire.
Dans la variante à làquelle se rapporte la fig. 9, l'extrémité de sortie de chaque tuyau 29 débouche en regard de l'espace entre deux tronçons de tube 14 voisins et est engagée dans une douille en deux parties 60 et 61 faisant respectivement partie intégrante de blocs 62 et 63. Ces blocs sont fixés par paire à deux tronçons de tube adjacents 14 par des boulons 43. Les parties 60 et 61 sont espacées des corps des blocs 62 et. 63 par des épaule ments 65 de ceux-ci réservant des passages 50 pour l'écoulement de l'air secondaire venant de la boîte.
Dans cette variante, les organes d'écartement 30 et. 31 sont. supprimés, mais un centrage efficace et sûr des tuyaux 29 est obtenu au moyen des douilles de guidage 60-61. De l'air secondaire passant dans les passages 50 enveloppe les courants de mélange déchargés par les tuyaux 29 et de l'air secon daire passe par des passages 51 et 52 formés entre les faces déflectriees des blocs 62 et 63 correspondants portés par les tronçons 14 voisins.
Les parois déflectrices de chaque bloc sont disposées de façon que deux faces déflec trices consécutives quelconques du bloc soient d'inclinaisons contraires, de sorte que les passages 51 et 52 sont également d'inclinai sons contraires de façon @à former des jets d'air secondaires croisant les jets de charbon pulvérisé et d'air primaire déchargé par les tuyaux 29. Les faces déflectrices des blocs 62 et 63 sont arrondies et disposées de façon que les passages 51 et 52 soient convergents.
Pour le reste, les deux variantes des fig. 7, 8 et 9 sont identiques au dispositif des fig. 1 à 6.