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BRULEUR POUR COMBUSTIBLE SOLIDE FINEMENT DIVISE
La présente invention est relative à un brûleur pour combustible solide finement divisé comportant un conduit muni d'une tête dans laquelle est monté un organe déflecteur muni d'ailettes hélicoïdales qui divisent un courant de combustible en jets tourbillonnants et qui sont portées par un noyau coaxial au conduit susdit.
On connaît des brûleurs du type indiqué ciavant, qui sont alimentés en un combustible solide finement divisé tel que du lignite en suspension dans un gaz tel que de l'air. Un courant d'air dans lequel le combustible est en suspension est amené par une lance à un brûleur.
On connaît par la demande de brevet européen publiée le 2 mai 1985 sous le n 0 139 025 des fours verticaux annulaires pour la cuisson.de pierre calcaire, dolomite et analogue, ces fours étant équipés de brûleurs montés à une extrémité de lances tubulaires.
Ces brûleurs ont pour effet de diviser en plusieurs jets divergents un courant axial d'air transportant un combustible solide finement divisé. A cet effet, ces brûleurs sont munis d'une plaque déflectrice ou de moyens analogues offrant une grande surface d'impact pour le courant d'air chargé de combustible.
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Ces brûleurs connus ont l'inconvénient, même s'ils sont réalisés en une matière réfractaire, de subir une usure rapide, de sorte qu'ils doivent être fréquemment remplacés.
Par ailleurs, par suite d'un mélange imparfait entre le comburant et le combustible à la sortie de ces brûleurs, le mélange de comburant et de combustible ne s'enflamme souvent pas à la sortie des brûleurs, mais bien à une certaine distance de celle-ci, de sorte que la flamme risque fréquemment de venir en contact avec le garnissage réfractaire du four. Ceci entraîne une détérioration de ce garnissage qui doit donc être souvent réparé.
La présente invention a pour objet un brûleur du type décrit dans le premier paragraphe du présent mémoire ne présentant pas les inconvénients des brûleurs connus. Ainsi, le brûleur selon la présente invention permet un excellent malaxage du comburant et du combustible solide finement divisé à la sortie du brûleur et, de ce fait, permet au mélange de s'enflammer immédiatement au voisinage de cette sortie, ce qui augmente la vitesse de combustion du combustible.
Le brûleur suivant la présente invention est, par ailleurs, agencé de manière à assurer un brassage efficace du combustible solide finement divisé et de l'air qui le transporte. Il permet aussi de développer une forme de flamme adéquate pour un bon déroulement du processus de cuisson de la pierre calcaire ou de la dolomie.
Conformément à la présente invention, dans un brûleur du type défini dans le premier paragraphe du
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présent mémoire, les ailettes prennent appui par une arête radiale sur un épaulement prévu dans le conduit précité.
De préférence, les ailettes ont un profil effilé vers l'intérieur du brûleur, tandis que le noyau portant ces ailettes présente un alésage axial.
Dans une forme de réalisation du brûleur suivant l'invention, le noyau présente une saillie conique dirigée vers l'intérieur du brûleur en amont des arêtes radiales des ailettes.
Suivant une autre particularité du brûleur suivant l'invention, les ailettes présentent une face d'amont biseautée à partir de l'arête vers l'intérieur du brûleur.
D'autres particularités et détails de l'invention ressortiront de la description détaillée suivante de deux formes de réalisation d'un brûleur suivant l'invention.
Dans cette description, il est fait référence aux figures des dessins ci-annexés dans lesquels : - la figure 1 montre, en perspective, une vue éclatée d'un brûleur suivant l'invention, et - la figure 2, montre également en perspective, une variante de l'organe déflecteur du brûleur suivant l'invention.
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Dans ces deux figures, les mêmes notations de référence désignent des éléments identiques.
Comme le montre la figure 1, le brûleur comporte un conduit 1 qui est avantageusement cylindri- que et est destiné à être monté à l'extrémité d'une lance (non représentée). Ce conduit 1 est muni d'une tête 2 dans laquelle est monté un organe déflecteur désigné dans son ensemble par la notation de référence
3.
L'organe déflecteur 3 comporte un noyau 4 sensiblement cylindrique portant sur sa surface latérale une série d'ailettes hélicoïdales 5 délimitant entre elles des passages hélicoïdaux 6 qui divisent un courant d'air chargé de combustible solide pulvérisé, tel que du lignite, soufflé dans le conduit 1 dans la direction de la flèche Y en une série de jets. Ces jets sont chacun animés d'un mouvement tourbillonnaire autour de l'axe X-X du noyau 4 de l'organe déflecteur 3.
Les passages ou gorges 6 entre les ailettes 5 présentent un fond 7 arrondi.
Le noyau 4 présente, en amont des ailettes 5, une saillie conique'8, dont la pointe 9 est dirigée vers l'intérieur du brûleur. Cette saillie conique a pour effet de guider le courant d'air chargé de combustible vers les passages 6 ménagés entre les ailettes 5, sans que ce courant heurte de front une surface perpendiculaire à son axe.
@ Les ailettes 5 ont un profil effilé vers . l'intérieur du brûleur. Ainsi, ces ailettes 5 présentent une face d'amont 10 présentant une arête 11 délimitant une surface 12 biseautée qui favorise la
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pénétration des jets d'air chargés de combustible dans les différents passages 6 ménagés entre les ailettes 5.
L'organe déflecteur 3 est logé et fixé dans la tête 2 qui présente un diamètre supérieur à celui du conduit 1 en amont de cette tête 2, de sorte que l'organe déflecteur 3 prend appui sur un épaulement circulaire 13 prévu dans le conduit 1.
Selon la figure 1 ci-annexée, le brûleur comporte quatre arêtes hélicoïdales 5. Il est évident que le nombre d'arêtes peut être plus ou moins élevé que quatre et que les dimensions et la forme des arêtes peuvent varier en fonction du résultat souhaité.
L'organe déflecteur 3 est fixé dans la tête 2, par exemple par soudage ou par des moyens mécaniques, de manière à être éventuellement remplacé.
Le conduit 1 et l'organe déflecteur 3 peuvent être avantageusement en acier inoxydable et/ou revêtus d'une couche protectrice anti-abrasive, par exemple en carbure de tungstène.
La forme de réalisation du brûleur représentée à la figure 2 est semblable à celle montrée à la figure 1, si ce n'est que le noyau 4 portant les ailettes 5 de l'élément déflecteur est foré suivant l'axe X-X, comme montré en 14. Cet alésage 14 peut s'avérer avantageux dans certains types de fours équipés de brûleurs à combustible solide.
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FINELY DIVIDED SOLID FUEL BURNER
The present invention relates to a finely divided solid fuel burner comprising a duct provided with a head in which is mounted a deflector member provided with helical fins which divide a stream of fuel into swirling jets and which are carried by a coaxial core to the above conduit.
Burners of the type indicated above are known, which are supplied with a finely divided solid fuel such as lignite suspended in a gas such as air. An air current in which the fuel is suspended is brought by a lance to a burner.
Known from the European patent application published on May 2, 1985 under the number 0 139 025, annular vertical ovens for cooking limestone, dolomite and the like, these ovens being equipped with burners mounted at one end of tubular lances.
These burners have the effect of dividing into several divergent jets an axial stream of air transporting a finely divided solid fuel. For this purpose, these burners are provided with a deflector plate or similar means offering a large impact surface for the air stream loaded with fuel.
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These known burners have the disadvantage, even if they are made of a refractory material, of undergoing rapid wear, so that they must be frequently replaced.
Furthermore, as a result of an imperfect mixture between the oxidizer and the fuel at the outlet of these burners, the mixture of oxidizer and fuel often ignites at the outlet of the burners, but indeed at a certain distance from that -this, so that the flame frequently risks coming into contact with the refractory lining of the oven. This results in deterioration of this lining which must therefore often be repaired.
The present invention relates to a burner of the type described in the first paragraph of this specification which does not have the drawbacks of known burners. Thus, the burner according to the present invention allows excellent mixing of the oxidizer and the finely divided solid fuel at the outlet of the burner and, therefore, allows the mixture to ignite immediately in the vicinity of this outlet, which increases the speed fuel combustion.
The burner according to the present invention is, moreover, arranged so as to ensure efficient mixing of the finely divided solid fuel and of the air which transports it. It also makes it possible to develop a suitable flame form for the smooth progress of the cooking process for limestone or dolomite.
In accordance with the present invention, in a burner of the type defined in the first paragraph of the
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present memo, the fins are supported by a radial edge on a shoulder provided in the aforementioned conduit.
Preferably, the fins have a tapered profile towards the inside of the burner, while the core carrying these fins has an axial bore.
In one embodiment of the burner according to the invention, the core has a conical projection directed towards the inside of the burner upstream of the radial edges of the fins.
According to another feature of the burner according to the invention, the fins have a bevelled upstream face from the edge towards the inside of the burner.
Other features and details of the invention will emerge from the following detailed description of two embodiments of a burner according to the invention.
In this description, reference is made to the figures of the appended drawings in which: - Figure 1 shows, in perspective, an exploded view of a burner according to the invention, and - Figure 2, also shows in perspective, a variant of the deflector member of the burner according to the invention.
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In these two figures, the same reference notations designate identical elements.
As shown in FIG. 1, the burner comprises a duct 1 which is advantageously cylindrical and is intended to be mounted at the end of a lance (not shown). This conduit 1 is provided with a head 2 in which is mounted a deflector member designated as a whole by the reference notation
3.
The deflector member 3 comprises a substantially cylindrical core 4 carrying on its lateral surface a series of helical fins 5 delimiting between them helical passages 6 which divide a stream of air charged with pulverized solid fuel, such as lignite, blown in the duct 1 in the direction of the arrow Y in a series of jets. These jets are each driven by a vortex movement around the axis X-X of the core 4 of the deflector member 3.
The passages or grooves 6 between the fins 5 have a rounded bottom 7.
The core 4 has, upstream of the fins 5, a conical projection 8, the point 9 of which is directed towards the interior of the burner. This conical projection has the effect of guiding the stream of air loaded with fuel towards the passages 6 formed between the fins 5, without this stream striking head on a surface perpendicular to its axis.
@ The fins 5 have a tapered profile towards. inside the burner. Thus, these fins 5 have an upstream face 10 having an edge 11 delimiting a bevelled surface 12 which promotes the
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penetration of fuel-charged air jets into the various passages 6 formed between the fins 5.
The deflector member 3 is housed and fixed in the head 2 which has a diameter greater than that of the duct 1 upstream of this head 2, so that the deflector member 3 is supported on a circular shoulder 13 provided in the duct 1 .
According to Figure 1 attached, the burner has four helical edges 5. It is obvious that the number of edges can be more or less than four and that the dimensions and shape of the edges can vary depending on the desired result.
The deflector member 3 is fixed in the head 2, for example by welding or by mechanical means, so as to be optionally replaced.
The duct 1 and the deflector member 3 can advantageously be made of stainless steel and / or coated with a protective anti-abrasive layer, for example made of tungsten carbide.
The embodiment of the burner shown in Figure 2 is similar to that shown in Figure 1, except that the core 4 carrying the fins 5 of the deflector element is drilled along the axis XX, as shown in 14. This bore 14 may prove to be advantageous in certain types of ovens equipped with solid fuel burners.