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" PROCEDE DE COMBUSTION ECONOMIQUE POUR HOUILLE,
LIGNITES ET AUTRES COMBUSTIBLES GAZEIFIABLES ".
.Priorité d'une demande de brevet déposée en ITAlie, le 27 mai 1926 et de 3 additions déposées respectivement, les 19.7.1926 - 17. 12.1926 et 19.2.1927.
La présente invention a pour objet an nouveau procédé écanomique de combustion , applicable à tous les fours ou fourneaux de chauffage, de cuisson et de fusion , comme les foyers pour chaudières à vapeur, les fours à briques , cérami-
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quels, chaux, les fours des verreries, etc., #lans lesquels il est fait usage de houille, de lignite ou d'un autre combustible gaz4-i- fiable quelconque employé en morceaux.
Le nouveau procède consiste en ep que, li 1ut d'obtenir le meilleur rudement possible du combustible employé, on dispose l(=-s choses de manière à brûler successivement et 4pr"neKt, d'abord tous les produits gazeux, et ensuite tout ou partie du résidu fixe du combustible.
Dans ce but, on disrose dans la chambre de ccnbuîîtion du fourneau des cornues chargées -10 C0"":bi2tible gazéifiable, en les plaçant horizc.ntalement1 verticalement ou obliquement, suivant que les circonstances le réclament, ces cornues étant munies de trous pratiqués dans leurs parois et à travers lesquels peuvent se dégager les produits de la distillation du combustible qui y est contenu.
L'opération est amorcée par un chauffage préliminaire effectué à l'aide d'un combustible quelconque placé à l'extérieur des cornues et
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en quantité suffisante pour faire commencer la distillation du combustible contenu dans ces cornues mêeso La distillation une fois commen= cée, les gaz, qui s'échappent des trous prati= qués dans les parois des cornues, s'allument et brûlent dans le fourneau, en produisant d'un côté le chauffage du fourneau et, de l'autre, en assurant la continuation de la distillation, de manière qu'il n'y a plus besoin d'autre com= bustible extérieur pour obtenir la réduction en coke de tout le combustible contenu dans les cornues.
La distillation étant achevée, la combustion peut être arrêtée si, pour le coke produit, on dispose d'autres applications ; en ce cas, le nombre et la dimension des cornues doivent être réglés de telle sorte que l'opération de cuisson, ou toute autre, effectuée dans le four, soit achevée elle aussi au terme de la distillation.
Si, au contraire, cette opération est continue, il faut disposer des moyens nécessaires pour le renouvellement des cornues ou du combustible quand la distillation est terminée.
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Si le coke ne peut être convenablement utilisé à un autre usage, il peut être brûlé totalement ou en partie dans les cornues mêmes où s'est effectué la distillation.
Dans ce but, le nombre, la disposition, et la dimension des trous pratiqués dans les parois des cornues, ainsi que la quantité et la durée de l'afflux de l'air d'alimentation se règlent de manière que, une fois terminé le dégagement du gaz, le coke continue à brûler dans les cornues en utilisant le courant d'air qui pénètre à travers ces trous, et auquel ne font plus ob= stable les gaz qui se dégagent de l'intérieur.
Si on laisse une certaine quantité de coke sans la brûler, elle peut être utilisée au com- mencement d'une opération suivante pour amorcer la combustion.
A titre d'exemple, le dessin ci-joint repré- sente un four Hoffmann adapté à la méthode de combustion suivant la présente invention, et précisément
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Les Figures 1 et 2 montrent respectivement une section verticale transversale du four et une section longitudinale partielle du même,
La Fig. 3 un détail de construction, et
Les Figures 4,5 et 6 diverses formes de construction des cornues.
Comme on sait, dans les ours à briques du type représenté dans le dessin, le combustible est jeté dans les chambres de cuisson 1, par les bouches d'alimentation pratiquées dans la voûte, de manière qu'il tombe dans des canaux verticaux expressément ménagés quand on effectue l'entas= sement des briques crues dans les chambres.
Au contraire, dans le four montré par le dessin ci-nnexé, dans lequel la combustion s'ef= fectue suivant le système qui forme l'objet de la présente invention, les canaux verticaux ménagés dans la masse de matériaux entassés, reçoivent des cornues tubulaires 2, en matériel réfractaire.
Au sommet, ces cornues sont munies de couvercles 3 et présentent, sur leurs parois, un certain nombre de trous 4. A leur ouverture inférieure
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elles se raccordent avec un carneau horizontal
5 qui court sous le fond de la chambre 1 dans la direction opposée à celle de la marche du feu et qui débouche de nouveau vers le haut en 10 à une certaine distance au fond de la chambre 1.
Il n'est pas nécessaire que les cornues dans lesquelles -,on introduit de la houille, de la li- gnite ou autres combustibles semblables capables de développer du gaz par distillation, soient appliquées à toutes les bouches 12 existantes.
Les cornues montréeaà. la fig.1 et à la fig. 2 sont formées par un tube ou mieux par plusieurs tronçons de tubes superposés, mais il est bien entendu que cette forme est donnée seu- lement à titre d'exemple la forme des cornues pouvant varier suivant les circonstances.
La Fig. 4 montre par exemple que les cornues peuvent être formées moyennant des éléments demi cylindriques -13- accolés et superposés qui, en plus des trous ordinaires 4, peuvent présenter sur leurs bords à contact horizontaux ou verticaux des demi trous constituant, après l'assemblage,
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des trous complets 13. La même figure montre aussi que le long des bords verticaux on peut ménager des'fentes 14 qui servent elles aussi à donner passage aux gaz dégagés pendant la distil lation.
Mais au lieu d'avoir une section circulaire les cornues, comme le montre la Fig.5, peuvent être de forme prismatique à section carrée ou rectangulaire, ce qui permet de les former avec la plus grande facilité moyennant des briques 15 perforées, des trous pouvant être aussi prévus sur les bords horizontaux et verticaux et en plus des fentes 14 peuvent, comme dans le cas de la Fig.4,être ménagées entre tous, ou entre un certain nombres des bord verticaux à contact.
Enfin une simplification ultérieure est mon= trée par la fig.6 qui se rapporte à une cornue construite à l'instar d'une cheminée prismatique avec des briques ordinaires 16 entre les bords verticaux et horizontaux desquels sont ménagées des fentes 14 et 17 les fentes horizontales étant obtenues à l'aide de tasseaux 18 interposés entre les briques.
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Les briques ou les éléments cylindriques sont maintenus assemblés à l'aide d'un mortier convenable.
Les cornues étant remplies de houille en tout ou en partie (Suivant que l'on désire dans la cuisson une production de briques plus grande ou plus faible que la production normale, puisqu'il est très facile d'introduire la houille dans les cornues, même quand elles se trouvent dans leur période de combustion plus active) , il se fait que, à l'approche du feu, les cornues s'échauffent, la houille qui y est contenue, distille et les gaz sortent par les trous laté- raux 4 et par la sortie inférieure et ils débou- chent du pavé dans la chambre ; s'allument immédiatement et sont ainsi totalement utilisés.
Des expériences répétées ont démontrée que, sans varier les dimensions ou les autres dispo- sitions des fours actuels, on peut effectuer la cuisson avec la seule partie gazéifiable du coin, bustible; il reste ainsi dans la cornue, sous forme de coke, environ les 80% en poids du combustible qui y a été introduit.
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Le coke ainsi obtenu peut être utilisé à tout autre emploi. Quand le moyen de l'utiliser fait défaut et quand il ne convient pas de le vendre, on règle la quantité de houille intro= duite dans les cornues, le nombre, les dimensions et la disposition des trous pratiqués dans les parois des cornues en vue de la fuite des gaz et de l'afflux de l'air d'alimentation, de ma= Bière que, une fois terminé le dégagement du gaz, le coke continue à brûler ainsi en tout ou en partie , sa combustion étant entretenue par l'air d'alimentation qui entre dans les cornues à travers les trous ou les fentes pratiqués dans les parois.
On utilise ainsi sur place non seulement la totalité de la chaleur de combustion de la partie gazéifiable, qui, jusqu'ici, étit en grande partie perdue, maie encore et comnléte= meut, la chaleur de combustion de la partie fixe, et cette utilisation du combustible a lieu de la manière la meilleure et la plus convenable qui soit possible, soit que l'on fasse brûler le cocke à l'intérieur des cornues mêmes dans lesquelles il a été produit, soit qu'on l'en extraie et qu'on le fasse ensuite brûler dans
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le four, ou entre ls cornues, ou encore, si l'espace ne le permet pas, dans une chambre de combustion séparée.
Il est cependant nécessaire, en tout cas, peur obtenir l'effet désiré, oue la quantité d'air à fournir par tous les moyens opportuns les mieux adaptés à. la nature particulière du four, soit convenablement proportionnée afin d'entretenir la combustion de la manière indic quée Sans qu'il y ait ni excès ni défaut. Dans ce ut, quand il s'agit d'adaptation de fours déjà existante, il convient de modifier la sec= tion des conduites d'alimentation et de tirage, ou ercre l'aire de la grille ou le volume de la chambre de combustion, ou, le cas échéant, on pourra pour l'exécution de la combustion com= plémentaire,
recourir aussi 'il l'emploi d'une chambre de combustion auxiliaire située à l'ex= térieur du four.
Il est évident que cette méthode perfection- fiée de combustion est applicable non seulement aux fours à briques et à chaux, mais encore à tous les fours chauffas par des cornues de distilla, tion disposées dans les chambres mêmes du four ou dans des chambres contiguës, et il est évident que, dans ces fours, soit entre les cornues soit
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sur des grilles spéciales, il est possible de procéder, en même temps qu'à la combustion du gaz sortant des cornues, à celle du coke qui y est produit.
REVENDICATIONS
1) - Système économique de combustion ap= plicable aux fours de chauffage, de fusion et de cuisson, tels que les fours à briquée, céra* miques, chaux, feux de verreries, foyers de chaudières à vapeur, etc., dans lesquels il est possible d'introduire des cornues contenant du combustible gazéifiable, tel que l'anthracite, la lignite etc.;
système consistant en ce que, dans la chambre de combustion du four, sont in= troduites les dites cornues chargées du combu= stible gazéifiable et mûries d'ouvertures libres pour la fuite des gaz qui se dégagent, et en ce que, au commencement du fonctionnement, le feu est allumé de la manière habituelle avec une quantité de combustible d'une nature quelconque suffisante à amorcer la distillation des mate= riaux gazéifiables contenus dans les cornues
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le gaz qui se dégage de celles-ci et fuit dans le four, s'allume à son tour et continue à entretenir le chauffage du four, et compléter la distillation, en laissant comme résidu dans les cornues du coke ordinaire qui peut être ultérieurement utilisé.
2) - Forme d'exécution du système de com= bustion suivant la revendication 1), caractérisée par fait que le nombre, la position et les dimensions des trous pratiqués dans les parois clef, cornues, ainsi que la quantité d'air affluant par la combustion, sont réglés de manière que, âpre? l'achèvement de la distillation, le coke résiduel puisse continuer à brûler, au moins en rartie, Sans les cornues mêmes.
3) - Four pour l'exécution du procédé de combustion, tel qu'il est spéc if i é dais les re- vendications précédentes, et caractérisé par le fait que, pour la combustion du coke produit dans le cornues, il est fait usage d'une chambre de combustion adjointe, extérieure ou intérieure au four.
4) - Four Hoffmann avec système de combustion
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suivant la revendication 1), caractérisé par le fait que au dessous d'un nombre convenable de bouches de chargement sont disposées vertica= lement des cornues dans les canaux laissés libres dans l'entassement de matériel à cuire, ces cornues étant remplies du combustible à distiller et étant munies d'un couvercle supérieur de fermeture, de trous latéraux pour la fuite du gaz et d'une bouche inférieure communiauant avec un carneau qui s'étend en sens opposé à celui de la marche du feu sous le pavé de la chambre de cuisson pour déboucher ensuite de nouveau en celle-ci,
et la combustion étant amorcée par du combustible quelconque Introduit par les bouches restéeslibres et poursuivie ensuite par les produits gazeux de la distillation.
5) - Cornues verticales pour fours fonc= tionnant avec le système de combustion suivant la revendication 1), caractérisées par le fait qu'elles sont formées d'éléments accolés et superposés, pourvus de trous à leur surface et dans les bords desquels sont ménagées des en= coches qui forment des trous et des fentes après l'aecolage et superposition des éléments.
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6) - Cornues verticales à section circulaire suivant la revendication 5), caractérisées par le fait aue les éléments qui les forment sont aussi cylindriques ou des segments de cylindre.
7) - Cornues verticales à section rectangulaires suivant la revendication 5), ca.racté= risées par le fait que elles sont formées moyennant des briques perforées et entaillées ou des briques ordinaires entre lesquelles on interpose des tasseaux pour ménager des fentes entre les bords é contact.
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"ECONOMIC COMBUSTION PROCESS FOR COAL,
LIGNITES AND OTHER GASEIFIABLE FUELS ".
Priority of a patent application filed in Italy on May 27, 1926 and of 3 additions filed respectively, on 7/19/1926 - 17. 12.1926 and 19.2.1927.
The present invention relates to a novel economical combustion process, applicable to all furnaces or furnaces for heating, firing and melting, such as hearths for steam boilers, brick kilns, ceramic kilns.
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which, lime, furnaces of glassworks, etc., #in which use is made of coal, lignite or any other gas4-i- reliable fuel of any kind used in pieces.
The new procedure consists in the fact that, in order to obtain the best possible coarseness from the fuel used, we arrange the things so as to burn successively and 4pr "neKt, first all the gaseous products, and then all or part of the fixed residue of the fuel.
With this aim in view, one dissolves in the chamber of construction of the furnace of the retorts charged -10 C0 "": bi2tible gasifiable, by placing them horizontally1 vertically or obliquely, according to the circumstances require it, these retorts being provided with holes made in their walls and through which the products of the distillation of the fuel contained therein can be released.
The operation is initiated by preliminary heating carried out using any fuel placed outside the retorts and
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in sufficient quantity to start the distillation of the fuel contained in these retorts same. Once the distillation has started, the gases which escape from the holes made in the walls of the retorts ignite and burn in the furnace, by producing on one side the heating of the furnace and, on the other, by ensuring the continuation of the distillation, so that there is no longer any need for any other external fuel to obtain the reduction to coke of all the fuel contained in the retorts.
The distillation being completed, the combustion can be stopped if, for the coke produced, other applications are available; in this case, the number and size of the retorts must be adjusted so that the cooking operation, or any other, carried out in the oven, is also completed at the end of the distillation.
If, on the contrary, this operation is continuous, it is necessary to have the necessary means for the renewal of the retorts or of the fuel when the distillation is finished.
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If the coke cannot be suitably used for another purpose, it can be burnt wholly or in part in the very retorts where the distillation has taken place.
For this purpose, the number, the arrangement, and the size of the holes made in the walls of the retorts, as well as the quantity and the duration of the inflow of the supply air are regulated so that, once the release of gas, the coke continues to burn in the retorts by using the current of air which penetrates through these holes, and which no longer ob = stable the gases which are released from the interior.
If a certain amount of coke is left without burning it, it can be used at the start of a subsequent operation to initiate combustion.
By way of example, the attached drawing represents a Hoffmann furnace suitable for the combustion method according to the present invention, and specifically
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Figures 1 and 2 show respectively a transverse vertical section of the furnace and a partial longitudinal section of the same,
Fig. 3 a construction detail, and
Figures 4, 5 and 6 various forms of retort construction.
As we know, in the brick bears of the type shown in the drawing, the fuel is thrown into the cooking chambers 1, through the supply ports made in the vault, so that it falls into vertical channels expressly provided. when the mud bricks are piled up in the rooms.
On the contrary, in the furnace shown by the attached drawing, in which the combustion takes place according to the system which forms the object of the present invention, the vertical channels formed in the mass of piled up materials, receive retorts tubular 2, in refractory material.
At the top, these retorts are provided with lids 3 and have, on their walls, a number of holes 4. At their lower opening
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they are connected with a horizontal flue
5 which runs under the bottom of chamber 1 in the opposite direction to that of the fire running and which again emerges upwards at 10 at a certain distance at the bottom of chamber 1.
It is not necessary that the retorts into which coal, coal or other similar fuels capable of developing gas by distillation are introduced be applied to all existing vents 12.
The retorts shown. fig. 1 and fig. 2 are formed by a tube or better still by several sections of superimposed tubes, but it is understood that this shape is given only by way of example, the shape of the retorts which may vary according to the circumstances.
Fig. 4 shows for example that the retorts can be formed by means of semi-cylindrical elements -13- contiguous and superimposed which, in addition to the ordinary holes 4, may have on their edges in horizontal or vertical contact half holes constituting, after assembly,
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complete holes 13. The same figure also shows that along the vertical edges it is possible to provide slots 14 which also serve to give passage to the gases given off during the distillation.
But instead of having a circular section the retorts, as shown in Fig. 5, can be of prismatic shape with a square or rectangular section, which allows them to be formed with the greatest ease by means of perforated bricks, holes. can also be provided on the horizontal and vertical edges and in addition to the slots 14 can, as in the case of Fig.4, be formed between all, or between a number of vertical edges in contact.
Finally, a subsequent simplification is shown in fig. 6 which relates to a retort constructed like a prismatic chimney with ordinary bricks 16 between the vertical and horizontal edges of which slots 14 and 17 are formed. horizontal being obtained by means of cleats 18 interposed between the bricks.
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The bricks or cylindrical elements are held together using a suitable mortar.
The retorts being filled with coal in whole or in part (Depending on whether one wishes in the firing a production of bricks greater or less than the normal production, since it is very easy to introduce the coal into the retorts, even when they are in their period of more active combustion), it happens that, as the fire approaches, the retorts heat up, the coal contained therein distils and the gases exit through the side holes 4 and by the lower exit and they emerge from the pavement into the bedroom; light up immediately and are thus fully used.
Repeated experiments have shown that, without varying the dimensions or the other arrangements of the current ovens, the cooking can be carried out with the only carbonated part of the corner, which is bustible; approximately 80% by weight of the fuel which has been introduced therein thus remains in the retort, in the form of coke.
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The coke thus obtained can be used for any other purpose. When the means of using it are lacking and when it is not advisable to sell it, the quantity of coal introduced into the retorts, the number, the dimensions and the arrangement of the holes made in the walls of the retorts are regulated. from the escape of gases and the inflow of supply air, ma = Beer that, once the evolution of gas has ceased, the coke continues to burn thus in whole or in part, its combustion being maintained by the feed air entering the retorts through holes or slits in the walls.
In this way, not only the totality of the heat of combustion of the gasifiable part, which, until now, has been largely lost, is used on site, but still and completely = moves, the heat of combustion of the fixed part, and this use fuel takes place in the best and most suitable manner possible, either by burning the cocke inside the very retorts in which it was produced, or by extracting it and 'we then burn it in
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the furnace, or between the retorts, or, if space does not allow it, in a separate combustion chamber.
It is however necessary, in any case, to obtain the desired effect, or the quantity of air to be supplied by all the opportune means best suited to. the particular nature of the furnace, is suitably proportioned in order to maintain the combustion in the manner indicated without there being any excess or defect. In this case, when it comes to adapting existing furnaces, it is advisable to modify the section of the supply and draft pipes, or to encircle the area of the grate or the volume of the combustion chamber. , or, where appropriate, for the execution of the additional combustion,
also resort to the use of an auxiliary combustion chamber located outside the furnace.
It is evident that this perfected method of combustion is applicable not only to brick and lime kilns, but also to all kilns heated by distillation retorts placed in the actual chambers of the kiln or in adjoining chambers. and it is evident that, in these furnaces, either between the retorts or
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on special grids, it is possible to proceed, at the same time as the combustion of the gas leaving the retorts, with that of the coke which is produced there.
CLAIMS
1) - Economical combustion system applicable to heating, melting and baking furnaces, such as brick kilns, ceramics, lime, glass fires, steam boiler hearths, etc., in which it it is possible to introduce retorts containing gasifiable fuel, such as anthracite, lignite etc .;
system consisting in that, in the combustion chamber of the furnace, are introduced the said retorts charged with the gasifiable fuel and ripened with openings free for the escape of the gases which are given off, and in that, at the beginning of the operation, the fire is ignited in the usual manner with a quantity of fuel of any kind sufficient to initiate the distillation of the gasifiable materials contained in the retorts
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the gas which emerges from these and leaks into the furnace, ignites in its turn and continues to maintain the heating of the furnace, and complete the distillation, leaving as residue in the retorts ordinary coke which can be subsequently used .
2) - An embodiment of the com = bustion system according to claim 1), characterized in that the number, position and dimensions of the holes made in the key walls, retorts, as well as the amount of air flowing through combustion, are regulated so that, harsh? Upon completion of the distillation, the residual coke can continue to burn, at least in part, Without the retorts themselves.
3) - Furnace for carrying out the combustion process, as specified in the preceding claims, and characterized in that, for the combustion of the coke produced in the retort, use is made an adjoining combustion chamber, outside or inside the oven.
4) - Hoffmann oven with combustion system
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according to Claim 1), characterized in that below a suitable number of loading ports are arranged vertically retorts in the channels left free in the heap of material to be fired, these retorts being filled with fuel to distillation and being provided with an upper closing cover, side holes for the escape of gas and a lower mouth communicating with a flue which extends in the direction opposite to that of the course of the fire under the pavement of the chamber cooking to then open again into it,
and the combustion being initiated by any fuel introduced through the open mouths and then continued by the gaseous products of the distillation.
5) - Vertical retorts for furnaces functioning with the combustion system according to claim 1), characterized in that they are formed of adjoining and superimposed elements, provided with holes on their surface and in the edges of which are formed en = notches which form holes and slits after the separation and superposition of the elements.
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6) - Vertical retorts with circular section according to claim 5), characterized in that the elements which form them are also cylindrical or cylinder segments.
7) - Vertical retorts with rectangular section according to claim 5), ca.racté = laughed by the fact that they are formed by means of perforated and notched bricks or ordinary bricks between which cleats are interposed to provide slots between the edges é contact.