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Foyer utilisant des menas fins bruts
Jusqu'à ce jour, le chauffage par les combustibles solides a été résolu pratiquement en ayaut reo@urs à deux procèdes : l'un, ancien. a recours à la combustion de grains plus ou moins petits sur des grilles à mains, automatiques ou foyers divers.; l'autre, plus récent, utilise l'inflammation spontanée du charbon broyé sous forme de poussière très fine.
Ce dernier mode de chauffage a permis de tirer profit des fi- nes produites en quantités importantes par toutes les houil- lères, en acceptante naturellement$ les sujétions et les frais . de broyage et de pulvérisation.
La présente invention a pour but d'utiliser directe- ment, dans un foyer spéciale des fines calibrées 0-2 et 0-3 m/m sans broyage ni pulvérisation et telles qu'elles sont pro- 'duites dans les mines et lors de la préparation des charbons.'-'
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A cet effet, l'invention se caractérise par le fait que l'on produit, à l'aide d'un foyer auxiliaire, dans une chambre de combustion, en forme de trémie, ( dont une face est verticale ) une colonne ascendante de gaz chauds, laquelle, conduite par , ladite face verticale, est rameuse, après avoir heurté un dé- flecteur supérieur, le long de la paroi inclinée opposée de ladite chambre, de sorte que le combustible étant déverse le long de cette paroi inclinée,
il se produit, dans la chambre de combustion, sous l'action de turbulence qui y règne, un en- traînement et un classement automatique des fines, de qui a pour effet de les porter, suivant leur masse, dans les zone!;) thermiquesde la chambre les plus favorable à assurer leur combustion totale.
Sur les dessine annexés et à titre d'exemple :
La fige 1 est un schéma représentant le mouvement pro- babledes gaz chauds dans la chambre de combustion du foyer. objet de la présente invention.
La fig. 2 représente, en coupe verticale, une forme de réalisation d'un tel foyer appliqué au chauffage d'un généra- teur à vapeur.
La fig. 3 est une coupe transversale suivant la ligne brisée A-A ae la fig. 2.
En conformité avec les fig. 2 et 3, l'installation, objet de la présente invention, comprend un foyer pilote 1, dont la fonction est primordiale quoique sa puissance ne soit qu'une faible fraction de la capacité du récepteur. Ce foyer @ pilote est installé à la partie inférieure de la chambre de combustion 2, 3, 4, 5, laquelle est précédée d'une voûte d'allumage 6.
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Ce foyer pilote 1 peut être, par exemple, réalisé par une grille automatique à chaînes, tel qu'il a été décrit et représenté dans le brevet françaisNo.770.766 etdans l'addi- tion s'y rattachant No. 45.769 ; cette grille automatique étant constituée principalement par une chaîne sans fin, animée d'un mouvement de translation dirigé de la trémie de répartition 7 au cendrier étanche 8.
,La partie 2, de section de passage réduite, et la par- tie 5 de grandes dimensions, de la chambre de combustion sont parallélipipédiques et sont raccordées à angles vifs par deux parties prismatiques, séparées par des redans horizontaux. 9 et 10. La chambre 5 débouche soit sous le récepteur 11 ( chau- dière ou four.) , soit latéralement en cas de faibles hauteurs disponibles.
Toutes les parois de cette chambre de combustion sont verticales$ ou aveo un léger fruit, sauf la face arrière 12, dont l'inclinaison est comprise entre 20 et 40 , selon les dispositions du récepteur.-. Une voûte écran 13 barre en par- tie la chambre supérieure 5.
Une première entrée d'air secondaire règlable 14, est ménagée dans la chambre 2, sur la face prolongeant la paroi inclinée de la chambre 3 et sous une arrivée continue de menus fins bruts 15 ménagée dans cette paroi.- Cette arrivée de me- nus fins 15 pourrait aussi être installée dans l'entrée d'air secondaire 14.
Une deuxième arrivée d'air secondaire 16 est distri- buée en jets horizontaux sous la voûte écran 13.
Un ventilateur 17 envoie la majeure partie de l'air de combustion par l'intermédiaire du foyer pilote 1.
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L'installation est complétée par une trémie 18 oonte- nant la réserve de charbon d'allumage et un ensemble de tré- mies d'approvisionnement en menu. fin brut 19 et 20, avec ap- pareil doseur d'injection 21.
Une particularité réside dans le fait que les imbrûlés, qui peuvent être entraînés dans les parcours du récepteur 11, sont repris en majeure partie par les trémies 22 et 23 et re- mis en circuit par les tubes 24 et 25, noyés dans la réserve demenus fins.
Le fonctionnement est le suivant
La grille pilote est mise à feu.
Le mouvement de translation continue du tapis de gril- le, introduit,daus le foyer, une couche de charbon d'allumage, d'épaisseur et vitesse réglables. Ce charbon s'échauffe, sous l'action d'une combustion partielle, sous la voûte d'allumage
6 et arrive au droit de la chambre 2. Il entre alors en com- bustion vive et réchauffe fortement l'air total injecté par le ventilateur 17 ( par l'ouverture 17' ) ainsi que les parois des parties 2 et 3 de la chambre de combustion.
Les gaz et les flammes canalisés par la chambre @ forment une veine à forte vitesse ascendante dont la partiau- larité essentielle est de s'appliquer le long de la paroi ver- tioale 26 et de décoller à l'arête opposée ou s'amorce la pa- roi inclinée 12, de sorte qu'il s'établit, après une tendance à l'inflexion des filets gaz,eux sous la voûte 13, un retour partiel descendant de ces gaz le long de la paroi inclinée 1 ( fig. 1 ) .
Ce phénomène recherche est automatiquement ampli- fié par la force ascensionnelle de la veine due à la forte
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élévation, au voisinage de la paroi 26, de sa température mo- yenne par rapport à l'ambianoe.'
Les menus fins bruts sont introduits en nappe en 15 sur le trajet de retour de laveine fluide. Ils glissent le long de la paroi 12 jusqu'au contact de la veine ascendante et,dans la région d'impact, s'opère 'immédiatement un vérita- ble triage pneumatique.
Les plus fines particules sont enlevées et prennent feu dans les chambres 4 et 5 à la manière du char- bon pulvérisé. Les moyennes particules brûlent en suspension dans la chambre-3, tandis que les plus grosses tombent sur la grille pilote 1 et entrent immédiatement en combustion vive sous l'action du réchauffage énergique provoqué par la fin de la oombustion du. charbon d'allumage.
Il n'y a donc pas; à proprement parler; de suspension statique, des grains et poussières dans une chambre à vitesse de fluide progressivement décroissante, mais bien plutôt une¯ rotation rapide des particules de oharbon enflamma, plusieurs fois prises et abandonnées à des nivéaux différents jusqu'à épuisement du carbone, par un milieu oomburant, à haute tempé- rature, animé 'd'une vitesse relative élevée et d'une forte turbulence.
L'arrivée d'air secondaire 14 est réglée par une obtu- ration à main et par le tirage de la cheminée,28. Elle est destinée à éviter tout imbrûlé gazeux,. Cet appoint d'air se mélange à la veine ascendante, dès sa formation, se réchauffe et participe au triage pneumatique.
Une deuxième arrivée d'air'secondaire 16, répartie sur un plan horizontal, peut être Ménagée sons la voûte écran 13.
Elle contribue ainsi à la réfleotion des filets 'ascendants et
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rlf;Pllre aans 1:> cm c.ibre 5, une plus rapide eosbnstion des fines poussières inoondesoentes.
Lee rO"::.,,;-,8 10 qui oeinuurent la oh.-mbre de combustion sur trois sorit destinés à cr,1er des réserves de charbon chaud, renouvelées constituent par talus naturels d'éboulements. Ces réserves augmentent le volant de chaleur disponible pendant les variations de régime du foyer. Des redans supplémentaires 9 peuvent aussi être prévus sur les parois quan@
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1- ,nc n u fin, o :',.1i n <: 1 r eùic m employé, est très oeudreu.}: et t 1 ' al- lumage difficile.
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Par contre, daus le cas de fieiaus fins flambants, les coatt-iandea de 1,,, grille pilote perfuettent de ro-1uire fortement et maille de supprimer l'introauction du charbon d'allumage dès que la Oll:t..ll.Jrc de combustion, suffisamment réchauffée, orée a n Tàyçnnei=1<,nt capdble à ' e,ifl<1<.iiner bpontauément les poussière cumbustibles'
Les scories laissées par la combustion de particules se résolvent dans la chambre de combustion sous forme de grêlons, qui participent au mouvement du menu fin et tombent sur la grille, à l'aplomb de la voûte arrière 27, dès qu'ils ont une grosseur suffisante pour vaincre, par gravite, la force portante du flux gazeux de la chambre 2.
Ils se soudent, alors,
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à 1,-j couche (tu mâchefer du charbon, qui a brûlé directeMent sur le foyer 1 ; et tous les résidus sont évacués, de façon continue, dans le cendrier @tanche 31 par le mouvement de
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translation due 1a grille.- Enfin, commue la presque totalité du comburant traverse le foyer pilote 1, il s'ensuit que la portion de combustible, qui stationne sur le tapis de ce tte grille, brûle dans un fort excès d'air. Cet avantage est très
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précieux ; il intervient pour donner un mâchefer exempt d'imbrûlés solides.
Il est bien évident que les dispositions constructives sohématiques qui viennentd'être dé cri tene so nt donnéesqu'à titre d'exemple et qu'on peut y apporter toutes modifications, nécessitées, par exemple, par le récepteur, sans sortir du @ cadre de la présente invention.
REVENDICATIONS
1 ) Foyer destiné à permettre l'utilisation des menus fins bruts, caractérisé par l'association d'un petit foyer pilote, à combustion et décrassage continu , avec une chambre de combustion agencée pour créer et maintenir un vaste tourbillon* à axe horizontal, de gaz de combustion ; cette chambre de combustion étant, en outre, établie pour, à la fois, recevoir les flammes du foyer pilote et assurer la combustion de aharbons de petit calibrage introduits directement dans son enoeinte.
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Household using raw fine menas
So far, heating by solid fuels has been solved practically by two methods: one, old. uses the combustion of more or less small grains on hand grills, automatic or various fireplaces .; the other, more recent, uses the spontaneous ignition of crushed coal in the form of very fine dust.
This last method of heating made it possible to take advantage of the fine produced in large quantities by all the coalmines, naturally accepting the constraints and costs. grinding and pulverizing.
The object of the present invention is to use directly, in a special hearth, fines calibrated 0-2 and 0-3 m / m without grinding or pulverization and such as they are produced in the mines and during the production. the preparation of coals .'- '
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For this purpose, the invention is characterized by the fact that one produces, using an auxiliary hearth, in a combustion chamber, in the form of a hopper, (one face of which is vertical) an ascending column of hot gases, which, driven by said vertical face, is branched, after having struck an upper deflector, along the opposite inclined wall of said chamber, so that the fuel is discharged along this inclined wall,
under the action of turbulence which prevails therein, there occurs in the combustion chamber an automatic training and classification of the fines, which has the effect of carrying them, according to their mass, in the zones !;) thermals of the chamber most favorable to ensure their total combustion.
On the attached drawings and as an example:
Fig. 1 is a diagram showing the probable movement of hot gases in the combustion chamber of the fireplace. object of the present invention.
Fig. 2 shows, in vertical section, an embodiment of such a furnace applied to the heating of a steam generator.
Fig. 3 is a cross section taken along the broken line A-A in FIG. 2.
In accordance with fig. 2 and 3, the installation, object of the present invention, comprises a pilot stove 1, the function of which is essential although its power is only a small fraction of the capacity of the receiver. This pilot fireplace is installed in the lower part of the combustion chamber 2, 3, 4, 5, which is preceded by an ignition vault 6.
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This pilot hearth 1 can be, for example, produced by an automatic chain grill, as has been described and shown in French patent No. 770,766 and in the related addition No. 45,769; this automatic grid being constituted mainly by an endless chain, driven by a directed translational movement from the distribution hopper 7 to the sealed ashtray 8.
, Part 2, of reduced passage cross section, and part 5 of large dimensions, of the combustion chamber are parallelepipedal and are connected at sharp angles by two prismatic parts, separated by horizontal steps. 9 and 10. The chamber 5 opens either under the receiver 11 (boiler or oven.), Or laterally in the event of low available heights.
All the walls of this combustion chamber are vertical $ or with a slight fruit, except the rear face 12, the inclination of which is between 20 and 40, according to the provisions of the receiver. A screen vault 13 partly bars the upper chamber 5.
A first adjustable secondary air inlet 14, is provided in chamber 2, on the face extending the inclined wall of chamber 3 and under a continuous inlet of small gross fines 15 formed in this wall. fins 15 could also be installed in the secondary air inlet 14.
A second secondary air inlet 16 is distributed in horizontal jets under the screen vault 13.
A fan 17 sends most of the combustion air through the pilot hearth 1.
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The installation is completed by a hopper 18 providing the ignition carbon reserve and a set of menu supply hoppers. rough end 19 and 20, with injection metering device 21.
A peculiarity resides in the fact that the unburnt substances, which can be drawn into the paths of the receiver 11, are taken up for the most part by the hoppers 22 and 23 and re-activated by the tubes 24 and 25, embedded in the reserve of menus. purposes.
The operation is as follows
The pilot grid is ignited.
The continuous translational movement of the grill mat introduces a layer of charcoal, of adjustable thickness and speed, through the hearth. This coal heats up, under the action of partial combustion, under the ignition vault
6 and arrives to the right of the chamber 2. It then enters lively combustion and strongly heats the total air injected by the fan 17 (through the opening 17 ') as well as the walls of parts 2 and 3 of the chamber. combustion.
The gases and the flames channeled by the chamber @ form a vein at high ascending speed, the essential part of which is to apply along the vertical wall 26 and to take off at the opposite edge where the start of the inclined wall 12, so that, after a tendency to inflate the gas streams, them under the vault 13, a partial return descending of these gases along the inclined wall 1 (fig. 1) is established. ).
This research phenomenon is automatically amplified by the upward force of the vein due to the strong
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increase, in the vicinity of the wall 26, of its average temperature relative to the ambient temperature.
The crude fine menus are introduced in a sheet at 15 on the return path of the fluid lava. They slide along wall 12 until contact with the ascending vein and, in the impact region, a true pneumatic sorting immediately takes place.
The finest particles are removed and ignite in chambers 4 and 5 like pulverized coal. The medium particles burn in suspension in chamber-3, while the larger ones fall on the pilot grate 1 and immediately enter into lively combustion under the action of the energetic heating caused by the end of the combustion of the. charcoal.
So there is no; strictly speaking; of static suspension, grains and dust in a chamber with a progressively decreasing fluid speed, but rather a rapid rotation of the particles of charcoal ignited, several times taken and left at different levels until carbon is exhausted, by a medium Oomburant, at high temperature, animated by a high relative velocity and strong turbulence.
The secondary air inlet 14 is regulated by a manual shutter and by the chimney draft, 28. It is intended to avoid any gas unburnt. This air supply mixes with the ascending vein, as soon as it is formed, heats up and participates in the pneumatic sorting.
A second secondary air inlet 16, distributed on a horizontal plane, can be provided under the screen vault 13.
It thus contributes to the reflection of ascending nets and
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rlf; Pllre aans 1:> cm tsp 5, a faster eosbnstion of fine inoondesoentes dust.
Lee rO "::. ,,; -, 8 10 which oeinuurant the oh.-mber of combustion on three outputs intended to create, 1st of the reserves of hot coal, renewed constitute by natural banks of landslides. These reserves increase the flywheel of heat available during variations in the operating mode of the fire. Additional steps 9 can also be provided on the walls quan @
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1-, nc n u fin, o: ',. 1i n <: 1 r eùic m used, is very hard.}: And t ignition difficult.
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On the other hand, in the case of flamboyant fine fieiaus, the coatt-iandea of 1 ,,, pilot grid perfume to ro-1uire strongly and mesh to suppress the introduction of the ignition carbon as soon as the Oll: t..ll. Combustion jrc, sufficiently heated, orée an Tàyçnnei = 1 <, nt able to 'e, ifl <1 <.iiner bpontauement the combustible dust'
The slag left by the combustion of particles is resolved in the combustion chamber in the form of hailstones, which participate in the movement of the fine menu and fall on the grate, directly above the rear vault 27, as soon as they have a size sufficient to overcome, by gravity, the load-bearing force of the gas flow from chamber 2.
They come together, so
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at 1, -j layer (you chew up charcoal, which burned directly on the hearth 1; and all the residues are evacuated, in a continuous way, in the ashtray @tanche 31 by the movement of
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translation due 1a grille.- Finally, commue almost all of the oxidizer passes through the pilot hearth 1, it follows that the portion of fuel, which is parked on the mat of this grate head, burns in a strong excess of air. This advantage is very
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precious; it intervenes to give a clinker free from solid unburnt material.
It is quite obvious that the sohematic constructive provisions which have just been described are given only by way of example and that any modifications can be made to them, required, for example, by the receiver, without departing from the framework of the present invention.
CLAIMS
1) Hearth intended to allow the use of fine crude fine foods, characterized by the association of a small pilot hearth, with combustion and continuous cleaning, with a combustion chamber arranged to create and maintain a vast vortex * with horizontal axis, combustion gas; this combustion chamber being, moreover, established to both receive the flames from the pilot hearth and ensure the combustion of small-caliber aharbons introduced directly into its enclosure.