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"PERFECTIONNEMENTS AUX FOYERS OU FOURS BRULANT DU COMBUSTIBLE PULVERISE".
Cette invention a trait aux foyers ou fours brûlant du combuatible pulvérisé et est en particulier avantageuse- ment applicable à la combustion de combustibles peu volatils contenant des cendres de point de fusion élevé, quoique elle présente aussi des avantages en ce qui concerne; son applica- tion aux foyers brûlant des combustibles de grande qualité et des combustibles contenant des cendres de faible point de fusion.
Un des buts principaux de l'invention est (établir un foyer ou four perfectionné agencé pour tirer parti des
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caractéristiques. de Scorification des déchets d'une manière propre à augmenter l'efficacité du foyer.
La caractéristique principale de l'invention réside dans la combinaison, dans un foyer de ce genre, de tubes de vaporisation constituant le fond de la chambre de combustion et disposés de façon à retenir une couche de scorie dans cette chambre et de moyens pour introduire du combustible et de l'air dans la chambre de façon qu'une flamme soit projetée contre ladite couche.
.-L'invention est représentée dans les dessina an- nexés dans lesquels :
Fig. 1 est une coupe verticale d'un foyer et d'une chaudière établis suivant l'inventions certaines parties é- tant représentées plus où moina schématiquement et d'autres étant brisées dans un but de clarté.
Fig. 2 est une coupe transversale fragmentaire suivant -2 (fig. 1).
Fig. 3 est une vue schématique de la partie in- férieure d'une autre construction de foyer.
Fig. 4 est une coupe verticale schématique frag- mentaire d'un autre mode de réalisation.
Fig. 5 est une vue analogue à fig. 3 d'un autre mode de réalisation.
Figs. 6, 7 et 8 sont des vues schématiques repré- sentant la partie inférieure d'autres constructions de foyer établies suivant l'invention.
Fig. 9 est une coupe verticale fragmentaire d'une autre disposition des brûleurs.
Fig. 10 est une vue de face de fig. 9.
Fig. Il représente une construction modifée de la partie inférieure du foyer.
Fig. 12 est un plan schématique représentant un autre mode de chauffage.
Dans les figs. 1 et 2, la disposition comprend, en
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--.. générale un foyer comportant une chambre de combustion µ et des brûleurs B qui introduisent du combustible finement divi- sé (tel que du charbon pulvérisé) et de 1air dans la chambre de combustion; et une chaudière tutulaire c associée à la chambre de combustion. Dans cet exemple, cette chaudière est du type horizontal et disposée directement au-dessus de la chambre de combustion.
Les parois verticales de la chambre de combustion sont garnies ou doublées de tubes de vaporisation et des tu- bes de vaporisation constituent aussi le fond D de la cham- bre, ce fond formant une sorte de cuvette qui retient les scories. Comme représenté dans. la fig. 1, une rangée de tubes 12 garnissent la paroi avant de la chambre. Les tubes de cette rangée débouchent à leurs extrémités supérieures dans un collecteur 13 et leurs parties inférieures sont re- courbées vers l'intérieur et vers le bas et reliées à un collecteur inférieur 14 placé au milieu de la chambre de combustion.
La paroi arrière est garnie d'une rangée analogue de tubes 15 qui débouchent par leurs extrémités supérieures dans le collecteur 16etpar leurs extrémités inférieures/
Les parois latérales de la chambre de combustion, dont une seule a été représentée, sont garnies chacune d'une rangée de tubes 17 qui, à leurs extrémités supérieures et inférieures. sont reliés à un collecteur supérieur 18 et à un collecteur inférieur 19, respectivement. Tous les tubes aont de préférence munis d'ailettes, les ailettes de la ran- gée antérieure étant interrompues pour constituer des ouver- tures permettant l'introduction du combustible et de l'air dans la chambre de combustion. Les rangées de tubes des parois sont calorifugées.
Des tuyaux iaontdnts et descendants convenables sont Prévus pour assurer la circulation dans les parois de
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tubes vaporisateurs. Dans la présente construction, il exis- te une série de tuyaux descendants 20 allant de l'espace à eau du corps de chaudière transversal Il au collecteur infé- rieur 14, une série de tuyaux descendants 22 allant du corps 21 au collecteur inférieur 19 d'une des parois aquatubulaires latérales, une série de tuyaux descendants analogues 23 abou- tissant au collecteur inférieur de l'autre paroi aquatubulaire latérale et plusieurs groupes de tuyaux montants 24.
25,26 et 27 allant respectivement des collecteurs supérieurs 13,16, 18,18 à l'espace à vapeur du corps 1, De cette façon, le fluide circulant dans les tubes constituant le fond ou paroi inférieure, la paroi avant et la paroi arrière de la chambre de combustion monte du collecteur.. inférieur 14 aux collec- teurs supérieurs 13 et 16 et se rend de là au corps 21, et le fluide circulant dans les tubes des parois latérales'monte des collecteurs inférieurs 19 aux collecteurs supérieurs 18 et de ceux-ci au tambour 21.
Les parties inférieures des tubes des parois 12 et 15, c'est-à-dire les parties de cea tubes qui s'étendent vers l'intérieur et vers le bas, constituent le fond de la chambre de combustion, ce fond ayant la forme d'une trémie ou cuvette et retenant les scories,, et les tubes sont espa- cés de telle sorte que leurs ailettes se touchent sensible- ment. Toutefois, les tubes du fond pourraient être dépour- vus d'ailettes, auquel cas ils seraient suffisamment rappro- chés les uns des autres pour empêcher les cendres de tomber librement à travers les espaces séparant les tubes.
Dans le fonctionnement du fpyer, les cendres ou sco- ries s'accumulent au fond sous forme d'une couche relativement épaisse 28 et l'on fait en sorte qu'une flamme aoit projetée directement. sur la surface de cette couche de façon à mainte- nir à la partie supérieure de la couche un bain de scorie liquide dont on maintient la surface à un niveau constant .
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en permettant à cette scorie fondue de couler continuelle- ment à travers un ou plusieurs orifices de trop-plein 29.
Le brûleur B représenté dans la fig. 1 comprend une botte à air 30 à laquelle de l'air sous pression, de pré- férence préchauffé, est amené par un tuyau 31, une série de tuyères à air 35, ±± et 35 et une tuyère d'injection de combustible pulvérisé 36, La tuyère à combustible 36 est associée à la tuyère à air 33 de telle manière que le com- bustible et l'air qui le véhicule sont entourés par l'air sortant de la tuyère 33. La tuyère à air 33 et la tuyère à combustible 3 sont inclinées dans une direction propre à diriger le combustible et la flamme vers la couche ae scorie de façon qu'ils frappent cette couche.
Pour contribuer à produire ce heurt, les tuyères ue soufflage 34 et 35 sont aussi inclinées vers le bas de façon que l'air'qu'elles in- jectent ait pour effet d'etaler la flamme à la surface de la couche de scorie et de maintenir cette flaire au contact de cette couche. pour régler le caractère de la flamme, un registre 37 règle la quantité d'air fournie par la tuyère 33, et des registres 38 et 39 règlent la quantité d'air fournie par les tuyères 34 et 35, respectivement.
On peut ainsi régler l'alimentation en air de maniè- re à créer dans la zone de scorification des températures relativement élevées et propres à fondre les cendres de point de fusion élevé. A cet effet, on peut admettre avec le combustible une quantité d'air inférieure à celle néces- saire pour la combustion complète du combustible, afin qu'il existe au voisinage immédiat de la couche de scorie une at- moaphère réductrice propre à assurer le point de fusion mini- mum de la scorie. L'air injecté au-dessus ae la tuyère à combustible, de préférence à une vitesse élevée, constitue l'équilibre nécessaire pour la combustion complète.
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Le fond ou bain de scorie à haute .température qui vient d'être décrit pourrait donner lieu à des difficultés de travail, en particulier- lorsqu'on fait travailler la chaudière à feux poussés, en raison du fait que des particu- les de scorie fondue sont entraînées vers le haut en suspen- sion dans les gaz et adhèrent aux tubes de la chaudière; cons- tituant ainsi des dépôts qui obstruent les passages offerts aux gaz.
Suivant l'invention, on obvie en grande partie à cet inconvénient en raison du fait que les parois de la cham- bre de combustion-sont composées de tubes nus soumis à une chaleur rayonnante et absorbant une grande quantité de cha- leur par unité de temps, de sorte qu'elles tendent à abaisser la température du foyer, surtout dans les zones supérieures de la chambre de combustion, en produisant.ce qu'on peut appeler une extrémité supérieure relativement froide.
A ce résultat contribue le fait que l'air supplémentaire nécessai- re pour la combustion est introduit au-dessus de la zone de scarification et de préférence à une vitesse assez élevée pour produire un mélange parfait des combustibles non brûlés avec cet air ainsi que pour brasser les gaz les plus chauds avec les gaz relativement froids qui se trouvent au bord de la chambre de combustion, endroit où les tubes nus ont un effet de refroidissement. Ce mélange parfait des gaz rela- tivement froids avec les gaz relativement chauds a tendance à diminuer la température du foyer dans la zone située au- dessus de la zone de scarification.
A mesure que les gaz montent et se refroidissent en raison de la grande quantité de chaleur absorbée par unité de temps par les parois ou ri- deaux de tubes nus, leur volume diminue, ce qui diminue la vitesse des gaz dans la partie supérieure de la chambre de combustion et tend à produire à cet endroit une zone de re- froidissement ou "extrémité supérieure froide'* efficace qui refroidit les particules de scorie qui la traversent au point
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qu'elles cessent d'être collantes. Comme moyen supplémentaire contribuant au maintien d'une extrémité- supérieure froide, on peut placer à l'avant de la chaudière proprement aite une rangée supplémentaire de tubes c se comportant à la faon d'un rideau de refroidissement.
Dans une variante, il peut exister plusieurs grou- pes de tuyères de soufflage et de tuyères à combustible. Par exemple, la fig. 3 représente un foyer chauffé par ceux cotes, ce qui favorise l'étalement et le mélange de la flam- me.
Dans la fig. 4, 40 désigne une partie arquée qui pénètre dans la partie inférieure de la. chambre de combustion juste au-dessus de la couche de scorie. Cette partie ar- quée est composée d'une rangée de tubes 41 allant en s'in- alinant vers l'intérieur et vers le bas à partir ue la partie supérieure de la chambre de combustion jusqu'en un point re- lativement voisin du fond, puis vers le bas et vers l'exté- rieur. Leurs extrémités supérieures sont reliées à un col- lecteur externe 42 et leura extrémités inférieures sont re- liées à un collecteur externe 43. La disposition de la ran- gée de tubes 15 et des rangées latérales 17 est la même que lle décrite au sujet de fig. 1.
La partie de droite de la cuvette à scorie est composée, dans ce cas, d'une ran- gée de tubes 44 dont les extrémités inférieures débouchent dans: le collecteur 14 et dont les extrémités supérieures dé- bouchent dans le collecteur 43. Des tuyaux descendants et des tuyaux montants analogues à ceux décrits au sujet de fig. 1 peuvent être appliqués.
Un ou plusieurs brûleurs. B' analogues à ceux pré- cédemment décrits peuvent être appliqués pour introduire du combustible pulvérisé et de l'air. Le brûleur représenté est supporté par la voûte 40 et comprend des tuyères de soufflage 45, 46 et 47 réglées par des registres et une ou
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plusieurs tuyères à combustible pulvérisé 48. La tuyère à combustible 48 et la tuyère de soufflage 45 sont dirigées vers le bas de telle sorte que la flamme vient heurter la couche de scorie, et les tuyères de soufflage 46 et 47 projettent des courants d'air horizontaux dans la flamme au-dessus du point d'introduction du combustible.
On obtient ainsi une chambre de combustion qui va en s'élargissant à mesure qu'on s'élève, de sorte que la vitesse des produits de aombuation diminue, ce qui facilite la combustion complète dans la cham- bre de combustion. Les rideaux de tubes nus abaissent la température, et cet abaissement, combiné avec la diminution de vitesse, fait que les produits de combustion passent par- mi les tubes de la chaudière 0 à une température et une vi- tesse telles qu'on évite les difficultés susceptibles de résulter de l'obstacle offert au passage des gaz dans la chaudière.
La variante de fig. 5 comporte une voûte/doubvle/quicons- titue un rétrécissement ou gorge 49 entre la partie infé- rieure 50 et la partie supérieure 51 de la chambre de com- bustion. Les parois latérales sont garnies de tubes vapo- risateurs d'une manière analogue à celle décrite relative-* ment à la fig. 1.
Les voûtes sont constituées par des rangées de tubes 52 et 53 allant en s'inclinant vers le bas- et vers l'intérieur de la partie supérieure de la chambre de com- bustion à un point peu distant de la couche de scorie, en- droit où ils s'étendent verticalement sur une courte dis- tance pour constituer la gorge 49, les tubes s'inclinant alors vers le bas et vers. l'extérieur pour constituer les Parois voûtées 54. et 55 qui supportent les brûleurs. Des collecteurs supérieurs et inférieurs convenables sont pré- vus pour les tubes des rangées 52 et 53. Les tubes 56, qui constituent la cuvette retenant la scorie,, sont relias,
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à leurs extrémités inférieures, au collecteur 14, et à leurs extrémités supérieures, aux collecteurs inférieures des ran- gées 52 et 53.
Dans cette construction, les brûleurs admettent, en 57, des courants de combustible etc. 'air dirigés vers le bas et vers l'intérieur, en 58 des courants d'air dirigés vers le bas et vers l'intérieur, et en 59 et 60 des courants d'air dirigés vers l'intérieur.
Cette disposition assure le heurt direct susmen- tionné de la flamme, lequel peut être réglé par la manoeuvre des registres commandant les tuyères de soufflage comme pré- cédemment. L'élargissement ae la chambre au-dessus de la gorge et l'effet de refroidissement des parois tubulaires de cette chambre assurent les avantages décrits au sujet de fig. 4.
La variante de fig. 6 présente une grande analo- gie avec la construction de fig.5 mais en diffère en ce que les voûtes sont plus plates et en ce que les tuyères dé- bitant à travers ces voûtes sont plus rapprochées de la verticale. En outre, une quantité importante d'air est introduite dans la gorge 49 pour assurer une combustion complète au-aessus de la zone ae scorie.
La fig. 7 représente un mode de réalisation dans lequel la couche de scorie est maintenue automatiquement à un niveau prédéterminent est mise à même de se déverser en passant à travers les espaces compris entre les tubes 61 constituant le fond. La scorie qui se déverse tombe sur les tubes refroidissants inclinés 62, ce qui a pour effet de granuler cette scorie pour permettre son enlèvement facile à travers une ouverture a'évacuation des cenares 63. Des jets réfrigérants 64 peuvent être dirigés vers la nappe de scorie qui se déverse.
Fig. 8 représente une variante ae fige 7 mais coin-
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portant une disposition différente des tubes 65 constituant le fond et des tubes réfrigérants 66, cette disposition constituant une évacuation double pour la scorie granulée.
Fig. 9 et 10 représentent une construction de brûleurs modifiée.
Fig. 11 représente un fond de foyer dans lequel les tubes 67 sont garnis d'une couche de matière réfrac- taire 68 à laquelle la scorie'solidifiée adhère comme in- diqué en 69. Au-dessus de la. scorie solidifiée est cons- tituée une scorie visqueuse 70 qui est elle-même surmontée du bain 80 de scorie liquide.
Fig. 12 représente schématiquement une construc- tion connue des tuyères à combustible pour le chauffage tangentiel, cette disposition pouvant être appliquée à l'une quelconque des constructions de foyer précédemment dé- crites. Les tuyères de soufflage peuvent aussiêtre dis- posées tangentiellement pour provoquer une action de tourbil- lonnement.
Le bain de scorie à l'état incandescent produit par les dispositions précédemment aécrites renvoie la cha- leur vers les brûleurs et provoque un allumage rapide et une combustion efficace. Le heurt de la flamme contre le bain de scorie permet de réduire l'air, ce qui élève la tempé- rature du four et maintient les températures de liquéfac- tion de la scorie. En introduisant l'air à une vitesse élevée au-dessus de la zone de scorification. on assure une combustion complète des gaz combustibles mis en liberté dans cette zone, l'agitation de la flamme assurant une combustion complète malgré la grande quantité de chaleur absorbée par unité de temps par les parois.
Pour empêcher les fuites de scorie fondue entre les tubes ou toute matière réfractaire portée par lea tu bes, on peut donner à la couche de scorie une épaisseur suf-
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fiaante, dans toutes les conditions de service, pour em- pêcher la couche, considérée dans la direction verticale, de fondre entièrement.
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"IMPROVEMENTS TO FIREPLACES OR OVENS BURNING WITH SPRAY FUEL".
This invention relates to fireplaces or ovens burning pulverized fuel and is particularly advantageously applicable to the combustion of low volatility fuels containing high melting ash, although it also has advantages in respect of; its application to fireplaces burning high quality fuels and fuels containing low melting point ash.
One of the main aims of the invention is (to establish an improved stove or oven designed to take advantage of
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characteristics. slag waste in a way that increases the efficiency of the home.
The main characteristic of the invention lies in the combination, in a hearth of this type, of vaporization tubes constituting the bottom of the combustion chamber and arranged so as to retain a layer of slag in this chamber and of means for introducing fuel and air in the chamber so that a flame is projected against said layer.
.-The invention is represented in the accompanying drawings in which:
Fig. 1 is a vertical section through a hearth and a boiler constructed according to the invention, some parts shown more or less schematically and others being broken up for clarity.
Fig. 2 is a fragmentary cross section taken along -2 (fig. 1).
Fig. 3 is a schematic view of the lower part of another fireplace construction.
Fig. 4 is a fragmentary schematic vertical section of another embodiment.
Fig. 5 is a view similar to FIG. 3 of another embodiment.
Figs. 6, 7 and 8 are schematic views showing the bottom portion of other fireplace constructions made in accordance with the invention.
Fig. 9 is a fragmentary vertical section of another arrangement of the burners.
Fig. 10 is a front view of FIG. 9.
Fig. It represents a modified construction of the lower part of the fireplace.
Fig. 12 is a schematic plan showing another mode of heating.
In figs. 1 and 2, the provision includes, in
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- .. generally a hearth comprising a combustion chamber µ and burners B which introduce finely divided fuel (such as pulverized coal) and air into the combustion chamber; and a guardian boiler c associated with the combustion chamber. In this example, this boiler is of the horizontal type and arranged directly above the combustion chamber.
The vertical walls of the combustion chamber are lined with or lined with vaporization tubes and vaporization tubes also constitute the bottom D of the chamber, this bottom forming a sort of bowl which retains the slag. As depicted in. fig. 1, a row of tubes 12 line the front wall of the chamber. The tubes of this row open at their upper ends into a manifold 13 and their lower parts are curved inwards and downwards and connected to a lower manifold 14 placed in the middle of the combustion chamber.
The rear wall is lined with a similar row of tubes 15 which open at their upper ends into the manifold 16 and at their lower ends.
The side walls of the combustion chamber, only one of which has been shown, are each lined with a row of tubes 17 which, at their upper and lower ends. are connected to an upper manifold 18 and a lower manifold 19, respectively. All the tubes are preferably provided with fins, the fins of the previous row being interrupted to form openings allowing the introduction of fuel and air into the combustion chamber. The rows of tubes in the walls are insulated.
Adequate pipes and descents are provided to ensure circulation in the walls of the
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vaporizer tubes. In the present construction there is a series of down pipes 20 going from the water space of the transverse boiler body II to the lower manifold 14, a series of down pipes 22 going from the body 21 to the lower manifold 19 d. one of the side aquatubular walls, a series of like down pipes 23 leading to the lower manifold of the other side aquatube wall, and several groups of riser pipes 24.
25,26 and 27 respectively going from the upper collectors 13,16, 18,18 to the vapor space of the body 1, In this way, the fluid circulating in the tubes constituting the bottom or lower wall, the front wall and the wall rear of the combustion chamber rises from the lower manifold 14 to the upper manifolds 13 and 16 and from there to the body 21, and the fluid flowing through the sidewall tubes ascends from the lower manifolds 19 to the upper manifolds 18 and from these to drum 21.
The lower parts of the tubes of the walls 12 and 15, that is to say the parts of these tubes which extend inwards and downwards, constitute the bottom of the combustion chamber, this bottom having the form of a hopper or basin and retaining the slag, and the tubes are spaced so that their fins touch each other appreciably. However, the bottom tubes could have no fins, in which case they would be close enough to each other to prevent the ash from falling freely through the spaces between the tubes.
In the operation of the fpyer, the ash or slag accumulates at the bottom as a relatively thick layer 28 and a flame is caused to be projected directly. on the surface of this layer so as to maintain at the upper part of the layer a bath of liquid slag, the surface of which is kept at a constant level.
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allowing this molten slag to flow continuously through one or more overflow holes 29.
The burner B shown in fig. 1 comprises an air boot 30 to which pressurized air, preferably preheated, is supplied through a pipe 31, a series of air nozzles 35, ± ± and 35 and an injection nozzle for atomized fuel 36, The fuel nozzle 36 is associated with the air nozzle 33 such that the fuel and the air which the vehicle is surrounded by the air leaving the nozzle 33. The air nozzle 33 and the nozzle fuel 3 are inclined in a direction suitable for directing the fuel and the flame towards the slag layer so that they strike this layer.
To help produce this knock, the blow nozzles 34 and 35 are also tilted downwardly so that the air they inject has the effect of spreading the flame on the surface of the slag layer and. to maintain this scent in contact with this layer. to adjust the character of the flame, a register 37 adjusts the amount of air supplied by the nozzle 33, and registers 38 and 39 adjust the amount of air supplied by the nozzles 34 and 35, respectively.
It is thus possible to regulate the air supply so as to create relatively high temperatures in the slagging zone capable of melting high melting point ash. For this purpose, it is possible to admit with the fuel a quantity of air less than that necessary for the complete combustion of the fuel, so that there exists in the immediate vicinity of the slag layer a reducing atom capable of ensuring the minimum melting point of slag. The air injected above the fuel nozzle, preferably at a high speed, provides the necessary balance for complete combustion.
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The high temperature slag bottom or bath which has just been described could give rise to working difficulties, in particular when the boiler is operated with high fires, due to the fact that slag particles fondue are entrained upwards in suspension in the gases and adhere to the boiler tubes; thus constituting deposits which obstruct the passages offered to the gases.
According to the invention, this drawback is largely obviated by the fact that the walls of the combustion chamber are made up of bare tubes subjected to radiant heat and absorbing a large quantity of heat per unit of heat. time, so that they tend to lower the temperature of the fireplace, especially in the upper areas of the combustion chamber, producing what can be called a relatively cool upper end.
Contributing to this result is that the additional air required for combustion is introduced over the scarification zone and preferably at a rate high enough to produce a perfect mixture of unburned fuels with this air as well as to mix the hottest gases with the relatively cold gases which are at the edge of the combustion chamber, where the bare tubes have a cooling effect. This perfect mixing of the relatively cold gases with the relatively hot gases tends to lower the temperature of the hearth in the area above the scarification area.
As the gases rise and cool due to the large amount of heat absorbed per unit time by the walls or curtains of bare tubes, their volume decreases, which decreases the speed of the gases in the upper part of the tube. combustion chamber and tends to produce there an effective cooling zone or "cold upper end" * which cools the slag particles which pass through it at the point
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that they stop being sticky. As an additional means helping to maintain a cold upper end, an additional row of tubes c behaving like a cooling curtain can be placed at the front of the boiler proper.
Alternatively, there may be several groups of blast nozzles and fuel nozzles. For example, fig. 3 represents a hearth heated by those sides, which promotes the spreading and mixing of the flame.
In fig. 4, 40 designates an arcuate part which penetrates into the lower part of the. combustion chamber just above the slag layer. This arched part is composed of a row of tubes 41 going inwardly and downwardly from the upper part of the combustion chamber to a point relatively close to the bottom, then down and out. Their upper ends are connected to an external collector 42 and their lower ends are connected to an external collector 43. The arrangement of the row of tubes 15 and the side rows 17 is the same as described in connection with fig. 1.
The right-hand part of the slag trough is made up, in this case, of a row of tubes 44, the lower ends of which open into: the collector 14 and the upper ends of which open into the collector 43. Pipes. descenders and rising pipes similar to those described with regard to fig. 1 can be applied.
One or more burners. B 'analogous to those previously described can be applied to introduce pulverized fuel and air. The burner shown is supported by the vault 40 and comprises blowing nozzles 45, 46 and 47 regulated by registers and one or more
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several atomized fuel nozzles 48. The fuel nozzle 48 and the blast nozzle 45 are directed downwards so that the flame strikes the slag layer, and the blast nozzles 46 and 47 project air currents. horizontally in the flame above the fuel introduction point.
A combustion chamber is thus obtained which widens as one rises, so that the speed of the aombuation products decreases, which facilitates complete combustion in the combustion chamber. The curtains of bare tubes lower the temperature, and this lowering, combined with the reduction in speed, causes the combustion products to pass through the tubes of the boiler 0 at a temperature and a speed such as to avoid difficulties likely to result from the obstacle offered to the passage of gases in the boiler.
The variant of fig. 5 has an arch / vent / which constitutes a constriction or groove 49 between the lower part 50 and the upper part 51 of the combustion chamber. The side walls are lined with vaporizer tubes in a manner analogous to that described in connection with FIG. 1.
The vaults are formed by rows of tubes 52 and 53 going downwardly and inwardly from the upper part of the combustion chamber at a point not far from the slag layer, in- straight where they extend vertically for a short distance to form the groove 49, the tubes then tilting down and out. the outside to form the vaulted walls 54. and 55 which support the burners. Suitable upper and lower manifolds are provided for the tubes in rows 52 and 53. The tubes 56, which constitute the slag retaining cup, are connected.
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at their lower ends, to the manifold 14, and at their upper ends, to the lower manifolds of rows 52 and 53.
In this construction, the burners admit, at 57, fuel streams etc. air directed downwards and inwards, at 58 air currents directed downwards and inwards, and at 59 and 60 air currents directed inwards.
This arrangement ensures the aforementioned direct impact of the flame, which can be regulated by operating the dampers controlling the blowing nozzles as before. The enlargement of the chamber above the groove and the cooling effect of the tubular walls of this chamber provide the advantages described in connection with FIG. 4.
The variant of fig. 6 has a great analogy with the construction of fig. 5 but differs in that the vaults are flatter and in that the nozzles flowing through these vaults are closer to the vertical. In addition, a large quantity of air is introduced into the groove 49 to ensure complete combustion above the slag zone.
Fig. 7 shows an embodiment in which the slag layer is automatically maintained at a predetermined level and is able to flow out by passing through the spaces between the tubes 61 constituting the bottom. The pouring slag falls on the inclined cooling tubes 62, which has the effect of granulating this slag to allow its easy removal through a discharge opening of the cenares 63. Cooling jets 64 can be directed towards the slag slag that spills.
Fig. 8 represents a variant ae freezes 7 but corner-
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carrying a different arrangement of the tubes 65 constituting the bottom and of the cooling tubes 66, this arrangement constituting a double discharge for the granulated slag.
Fig. 9 and 10 show a modified burner construction.
Fig. 11 shows a hearth bottom in which the tubes 67 are lined with a layer of refractory material 68 to which the solidified slag adheres as shown at 69. Above 1a. A solidified slag is constituted by a viscous slag 70 which is itself surmounted by the bath 80 of liquid slag.
Fig. 12 schematically shows a known construction of fuel nozzles for tangential heating, this arrangement being able to be applied to any of the fireplace constructions previously described. The blowing nozzles can also be arranged tangentially to induce a swirling action.
The slag bath in the incandescent state produced by the arrangements described above returns heat to the burners and causes rapid ignition and efficient combustion. Striking the flame against the slag bath reduces the air, which raises the temperature of the furnace and maintains the slag liquefaction temperatures. By introducing air at a high velocity over the slagging area. complete combustion of the combustible gases released in this zone is ensured, the agitation of the flame ensuring complete combustion despite the large quantity of heat absorbed per unit of time by the walls.
To prevent leakage of molten slag between the tubes or any refractory material carried by the tubes, the slag layer can be given a sufficient thickness.
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reliable, under all operating conditions, to prevent the layer, viewed in the vertical direction, from melting entirely.