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.Appareil de combustion 'perfectionnf pour brûler des combustibles solides contenant des centres.
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Cette invention se rapporte aux appareils de combus- ticn pour brûler des combustibles solides contenant des cendres.
Le type le plus populaire de foyer brûlant des combustibles solides pour générateurs de vapeur modernes de grande
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capacité à haute te:'pr') ture est le foyer à combustible pul- vris avec décharge des scories. Ces foyers sont habituellement
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établis pour brûler des charbons gras ou demi-grps dans un Rtat finement divis-'. un calibrage caractÂristinue'de ce col- bustible 0tn,nt de 9d'J à travers un ta1is à milles 50 et de 70 travers un taris à vailles 900. Lorsoue ces foyers sont en service, la température de la cP.Rr:bre de combustion est ""qintenue nor::l?le"ent au-dessus de la tO"1p/r!"">ture de fusion des cendres du combustible, de telle sorte ou'8nDrOxi-'I"['tive'llent z de la teneur en cendres du combustible peuvent être enle- vas de 1 cha.'bre de combustion à 1"'tPt fondu.
On a propos=' différentes forces de construction de foyers cyclones, c'est-à-dire de foyers ow un niÀlange de com- bustible et d'air est a<,;en6 à tourbillonner et à se déplacer axia1e ent à 1'intrieur d'une chambre de combustion. Par exemple, on a, suggère de brûler du combustible pulvérisé dans une chambre de combustion de chaudière, de section transversale circulaire, pourvue d'une paroi circonfrentielle à réfrigéra-
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tion par circulation de fluide sans surface interne r6fra.ctaîre . ou avec un simple anneau étroit de matière rfractaire remplis- sa.nt un logement à l'une des extrémités de la chambre, à proxi- mité d'un brûleur annulaire susceptible de faire tourbillon-
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ner un M01ange de combustible et d'air au contact de la paroi circonffrentielle de la cha bre.
Des dispositions pouvaient uss1 être prises Dotir introduire de la vapeur, de l'air additionnel,un supplément de combustible ou tout mélange approprié de combustibles à l'intérieur de la chambre entre le brûleur annulaire et la sortie des ga7 de combustionà l'ex-
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tr:^.it de la chambre opposée au brûleur annulaire. Suivant la proposition faite, en vue de débarrasser les gaz des pro-
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n1.uts de la conbustion, les particules de scorie à l'état f'#'""" . '
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solide étaient recueillies dans une poche annulaire is¯.os en ::>V2nt d'un tampon, annulaire à r''frigr"tion par cjrcl11<,tion d'eau pirce à 1-'extr-,lît- de sortie dc le chambre. Un tl1V"1U
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pouvait être prvu. pour 1''enlèvement des particules recueillies
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dans la poche.
Le but gnrrl. de la pr/'sentf' iniiçii,1.i¯ctn ç,t rl,:. fournir un appareil perfectionne pour brûler des c:-rrbnns ::'1",-,,3 nu r'!p'11- gras ou autre combustible solide se'r7¯hle cendreux, cnrpc- tirisi princip?le'ent par lJr.e :uis::;?J"c cnlori fi-'"1 'l' 8 r'l()"e c-'est- à-dire un degr/ ±lev4 de d',c,ge,ent ce chaleur p"Y' -'etr'"' cube du volume de 1 Cf1-trJre de combustion, un r,-n0'-"8n1'. lev'' de 1" combustion, et 1."'. séparation et l'en7¯we ',nt. : 1' 't"'t ni? fil- sion d'un pourc6ntpge lev, de ln teneur r,n cendres du combus- tible AV2Jlt crue les gaz ne quittent la c',wb-rr de c('"'rJl1:'ti.on.
Plus spcirle ent, l'invention concerne: des fermes r'" construc- õn perfectionn4es; (1 '0, foyers du typo cyclone et 1 fonctionne- ."'[ent de ces foyers en vue de brûler des combustibles cendreux concassas ou grossièr8- ent rmlvriss L'inv811tJon concr,r')')c: cussi l'8prlicRtion de ces types de foyer 7¯,x C}1pqnre; '1":'(;111".
La présente invention concerne mn ''pnrj'1 "'- co7"-iJts- t:ion pour brûler du charbon gr;nvl;1,ri=< ar^s ou r1," 'i-r"s ou autre corbust5ble solide cendreux ^n^1.Crt7F'., C?T'^Ctjrl.s' pur une c11'11':bre de combustion ci1'cvl"'irc ou sc;nj1>]..r,)' "'nt circu?-ir>-. en coupe trinsvers7-Ile et pourvue d'une surface interne X"C"C' T(f1',:;ct8irp, un dispositif pour refroidir i0^r circulation 7'17n fluide la proi circonf/rentielle de 1- chr, urc- sortie pour les gi<,'7 de co "b11stion à une e-tr-it,' ri- 1-- c1",'1-1''' et lm dispositif susceptible de f0111'nir, une ,::"nrlc vitesse, un l"nge d'2ir et de combustible entrplnf et, entre l'entrée de ce f'TÂ1[-1nge et 1& sortie des gaz, un supp1/n1ent C':.j¯J> poi>r 1-- cowbustion, de t,,.lle lpnière que le combustible et 1',:"Í1' par- courent un trejet hélicoïdal à une grande vitesse :
=>n711L<'ire le long de la paroi circonf rentielle de le c'-1T.=bre de combustion vers la sortie, la. disposition Ft#>nt té#11<# nu'en service nO!"11?l, la scorie d±gagie du co"bustible en igntt.jon se dépose â 1'^tt fondu sur cette paroi pcur forcer une surface visqueuse 1;:>-
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quelle les particules de combustible adhèrent, pour être en-
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suite b21ey?es par les gaz tourbillonnants, la scorie fondue s'ecculpnt au fond de la cha'7bre d'o- elle est 1'E'tir/-e.
L'invention concerne aussi un appareil de combustion propre à brûler un charbon gr;n1=laire grTs ou c1ecoj-r,rRs, ou autre combustible solide cendreux analogue, c.arct ris par
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une chambre de combustion de section transversale circulaire ou
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sensiblement circulaire et pourvue d'une surface interne r - frpctaire exposée, un dispositif pour refroidir par circn7¯tion d'un fluide la. paroi circonfrentielle de la chambre, une sor- tie pour les gaz de combustion à une extrf""i t, de la c1-:I"'''bre et un dispositif, comportant une entrée /101f::
n-!e de la sortie, pour l'introduction d'air et de combustible entraîna et av moins une entrée plus rapprochée de a sortie, pour 1'lntror.uc- tion d'air seul ou d'air avec combustible en.tr>tn/, susceptible
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d'amener l'air et le combustible -une grande vitesse de telle
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manière que l'air et le combustible parcourent un trajet h-!1i- coidal à une grande vitesse angulaire le long de ln paroi cir-
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conférentielle de la.
chambre de combustion en se dirigeant vers la sortie, la disposition -'tant telle ou'en service normal
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la scorie dégagée du combustible en ignition se dépose a l'état fondu sur cette paroi pour former une surface ViS0118use a la-
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quelle adhèrent les particules de combustible nui sont ensuite
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balayées par les gaz tourbillonnants, la scorie fondue S'6COU-
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lant au fond de la chambre d'or, elle est enlevée.
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L'invention est décrite ci-après à titre d'exemple, avec référence au dessin annexé dans lecuel:
Figure 1 est une vue en élévation de côté, partielle- ment en coupe d'une installation d'essais expérimentale com- prenant une chaudière;
Figure 2 est une coupe verticale suivant la ligne II-II de la figure 1;
Figure 3 est une vue en coupe à plus grande échelle d'une partie de l'appareil représente sur la figure 1;
Figures 4,5, 6 et 7 sont des vues en coupe transver- sale respectivement suivant les lignesIV-IV, V-V, VI-VI, et VII-VII. de la figure 3;
Figure 8 est une vue en coupe horizontale suivant la ligne VIII-VIII de la figure 3;
Figure 9 est une vue à plus grande échelle d'une par- tie de la paroi de la chambre de combustion représentée sur la figure 3;
Figu.re 10 est une vue schématique du foyer représenté sur la figure 3, avec un tableau indiquant les dimensions pré- conisées du foyer;
Figure 11 est une vue en élévation partiellement en coupe d'une chaudière pourvue d'une chambre de combustion de forme de construction particulièrement conçue pour recevoir et incorporer un foyer cyclone ;
Figures 12, 13 et 14 sont des coupes respectivement suivant les lignes XII-XII, XIII-XIII et XIV-XIV de la figure 11;
Figure 15 est une vue en coupe longitudinale d'une chaudière d'une variante du foyer cyclone ;
Figure 16 est une vue en coupe principalement suivant la ligne XVI-XVI de la figure 15 mais dont une partie est faite suivant la ligne XVIA-XVIA.
Figure 17 est une vue en élévation de côté d'une autre installation'd'essais expérimentaux;
Figure 18 est une vue en plan de l'installation re- présentée sur la figure 17;
Figure 19 est une vue à plus grande échelle du foyer cyclone représenté sur la figure 17;
Figure 20 est une coupe suivant la ligne XX-XX de la figure 19;
Figure 21 est une coupe à plus grande échelle suivant la ligne XXI-XXI de la figure 19 ;
Figures 22 et 23 sont des vues en coupe horizontale suivant les lignes XXII-XXII et XXIII-XXIII respectivement de la figure 21;
Figure 24 est une vue en élévation de côté d'une partie d'encore une autre installation d'essai à foyer cyclone ;
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Figure 25 est une vue en coupe horizontale suivant 1"
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ligne XXV-XXV de la figure 24 montrant en traits de chinette certaines parties situées nu-dessus de la ligne de coupe;
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Figure 26 est une coupe verticale suivant ln ligne XXVI-XXVI de la figure 25 et à plus grande ch7¯Le -ue celle-ci,
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montrant les lumières à combustible et à air du foyer; Figure 27 est une vue en coupe longitudinale suivant
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la ligne XXVII-XXVII de la figure 5;
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Figure 28 montre à plus grande Echelle une partie de
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la paroi de la chambre de combustion suivant Ip figure 7; Figure 29 est un schéma de la circulation (hns le sirst4mP évaporatoire de 1''installation représentée sur les figures 4 à "9.
Figure po est une vue en ;1=v tion "'outrant 01J81"1.1e peu sch{rrf1.tic;ue"ient et en perspective une variante du dispositif d'aliwentation du combustible; Figure Zl est une vue en plan du distributeur de corribustible suivant la figure ;f0; Figure 72 est une coupe verticale S11i v'nt 1¯ 1. irmp XXXII-XXXII de la. figure z1; Figure 7?, est une vue en ('::lfv<'tion D:=>T'tiel1e "nt en
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coupe longitudinale d'une autre chaudière;
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Figure ?4 est une coupe verticale suivant In 1.1 gne XXXIV-XXXIV de la figure 7?.; Figure ?5 est une coupe horizontale suivant Ip ligne XXXV-XXXU, de la figure 4; Figure 36 est une vue en plan suivant la ligne XXXVI-XXXVI de la figure a4;
Figure S7 est une vue en (lrvption de côt' d'une vpriante du dispositif d'alientation de combustible et d'air,
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montrant divers détails intérieurs indious en traits interrompus;
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Figure est une vue en bout, p<,rtié-'l1.e'''ent en coupe du type de construction re;er4sent.< sur la figure ?'1, Pvnc divers détails intérieurs indicus en trpits interrompus; / Figures 29 et l:-0 sont des vues en coun8 'h.or'i.7ontnlp suivant les lignes XXXIX-XXXIX et XL-XL respective'ent de la figure :'7; Figure 41 est une 1r:v2tion en bout, partielle- ent en coupe d'un autre dispositif d'21i'"ent<"1tion de co biistihle et d'air, montrant différents détails intrrieurs en traits interro<;1pus;
Figure 42 est une vue de côti, p:='rtie1.l",""'nt en coupe de l'appareil représente sur la figure 41, montrant différents
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détails intérieurs en traits interrompus;
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Figure 4a est une vue en coupe horizontale suivant la ligne XLIII-XLIII de la figure 41 et plus grande échelle que cette figure, montrant divers dtils int<rievrs en trjts
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interrompus; et
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Figure 44 est une vue en coupe horizontale suivant la ligne XLIV-XLIV de la figure 41.
Bien que différentes sortes de combustibles liquides, gazeux ou solides puissent être brûlés dans les foyers cyclones représentés sur les dessins, les foyers cyclones représentés et les modes de fonctionnement ci-dessous décrits sont spécia- lement destinas et particulièrement propres à brûler des char- bons gras ou demi-gras présentant une température de fusion des cendres inférieure à 2800 F et réduits par concassage ou pulvérisation à l'état granulaire, c'est-à-dire en un agrégat ou un mélange de particules de dimensions inférieures à 1/2".
Les fines du mélange qui passent au travers d'un tamis à mailles 200 doivent représenter de 3 à 20% de l'ensemble, le pourcentage désirable dépendant de la teneur en matières volatiles du char- bon. La teneur en matières volatiles du charbon peut aussi va- rier considérablement, s'échelonnant, par exemple, de 20% pour un charbon'ayant une température de fusion des cendres de 23500F à 40% pour un charbon ayant une température de fusion des cendres de 2700 F. Un certain pourcentage de fines dans le mélange est désirable pour faciliter l'allumage et favoriser l'ignition du combustible entrant, mais une quantité exces- sive est inopportune car la quantité de cendres quittant le foyer à l'état de cendres volantes augmente à mesure que la quan- tité de fines s'accroit.
La quantité de cendres volantes est d'autant plus faible que les dimensions des particules de char- bon sont plus grandes, mais la vitesse que doit avoir l'air pour maintenir les particules en mouvement dans la chambre. de combustion jusqu'au moment où elles se déposent sur les parois recouvertes de scorie est d'autant plus élevée que le pourcentage de particules de grosses dimensions est plus grand.
Une considération de tous les facteurs en jeu montre ou-'il convient d'employer un mélange de combustible relativement grossier. Par exemple un mélange convenable de charbons gras à environ 11% d'humidité, 16% de cendres, 39% de matières volati-. les, et un pouvoir calorifique de 10.300 B.th.u. par livre, contient 98 à.100% passant à travers un tamis à mailles 4, 40 à 50% à travers un tamis à mailles 30, 10 à 18% à travers un tamis à mailles 100 et 6 à 10% à travers un tamis à mailles 200.
Un combustible de la nature ci-dessus décrite peut brûler efficacement avec un dégagement de chaleur élevé, en n'exigeant qu'une faible quantité d'air supplémentaire, et avec séparation d'une forte proportion de la teneur en cendres du combustible dans le foyer cyclone et enlèvement de la cendre séparée à l'état fondu de ce dernier.
Sur les figures 1 à 9 des dessins, l'invention est représentée dans son application à une installation d'essais pour expériences. L'installation d'essai représentée sur les figures 1 et 2 comprend un élévateur à godets 1 recevant le charbon brut à son extrémité inférieure et le déchargeant dant une trémie à charbon brut 2. La trémie se décharge par un tuyau 3 dans un chargeur à plateau 4, qui amène le charbon en quantités désirées quelconques à un broyeur 5 alimentant le foyer cyclone 6.
L'air comburant préalablement réchauffé.est fourni par une paire de compresseurs d'air réglables 7 auxquels l'air est amené par une soupape d'admission communéquilibrée 8 et dont la décharge se fait par des tuyaux'9 dans un rchauf- feur d'air combiné 10 chauffé pa.r de l'eau et brûlant du gaz.
Une partie de la charge d'air préréchauffée est refoulée par un branchement 11 à la partie supérieure d'un broyeur en vue de dessècher le charbon pendant au'il y est broyé. Un second branchement à air 12 est raccordé au tuvau de décharge 13 du broyeur pour provoquer une décharge à grande vitesse d'un m'-
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lange d'air et de charbon par le tuyau 17 dcns le foyer cyclone 6.
Le foyer cyclone 6 constitue in source de chaleur d'un g4nrateur de vapeur correspondant iui est divis-' en sections evaporatoires supérieure et inférieure. La section inférieure
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comporte une enveloppe à double paroi 14 constituant une
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chambre' de combustion secondaire 15 entièrement rofrai rj par l'eau et s'ouvrant sur l'un de ses côt's dans la cn"'''hre de con-
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bustion du foyer cyclone-, une sortie d'évacuation des cendres le
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étant fn8g(edans le côte opposa. L? pproi interne de llpnvelopne est garnie de broches if.'<ta1lioues et recouverte d'une couche rle rfractire 17. Des groupes espèces verticale'ent de tubes in- clins écran de scorie recouverts de rfrac+ire 18 s' tendent
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en travers de la chambre de co,,ibustion secondaire entre les par-
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ties opposées de l'enveloppe 14.
Ln vapeur en7qn(li,,'e dans l'en- veloppe et les tubes est recueillie dans un d6e de vapeur 19 qui. se décharge dans une conduite de vapeur PO. La s0ct'ion supé- rieure du générateur est for=1><Fe d'une enveloppe rectangulaire à double paroi 21 superposée à l'enveloppe 14 et dont les cotes latéraux èn regard sont raccordés par des faisceaux de tubes d'eau PP et 2?.. La vapeur engendrée dans la section supérieure est débarrassée d'eau dzns des séparateurs cyclones "4 et re- cueillie dans un dôme de vapeur ?5 pour être 4Fch,Orç.<e ensuite dans une conduite de vapeur 26. Une che-in<= est ...ont8P "U-08SS,JS de la section supérieure) un espace étant --hl",:r/ entre la section et la. che?rine pour permettre d'observer les conditions rl-ns lesnuelles se trouvent les gaz de In cheine et laisser pn-
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trer de l'air froid dans celle-ci.
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Le foyer cyclone 6 cor1:Jorte une ch bre de> cr.>l7vsticn pour ainsi dire cyclindriDue 28 Qui co.;'Prin4 une partie nrinci- pale et une partie de diamètre réduit constituant une cl7;>.br= d'admission de combustible concentrique 3 1 partie T1rinci"JPle de la ch?mbre de combustion. La chambre d'admission de combusti- ble est divisée en une section de d/ch"'rge ctrlindrinvn interne 29 cui s'ouvre dans la partie principale de in chambre de com- bustion et d'une section d'entrée de combustible externe ?) dont à peu près une 'moitié de la paroi circonfi4cF=nt;1,elle pr''sente 1- forme d'une spirale tandis que la partie restante a le 1'118'116
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diamètre que la section de décharge.
La chambre d'admission de combustible et la. partie principale de la chambre de combustion
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sont enveloppées et refroidies par circulation de fluide par un tube d'eau 31 enroula sous forme de serpentin. Les parties du tube qui enveloppent la paroi circonf6rentie11e et les parais
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d'extrémité avant de la partie principale de la chambre de com-
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bustion 28 sont constituées de spires ftroite'11ent rapprochées et garnies d'un côté de broches métalliques 5' cornue c'est. re-
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présenté sur la figure 9, qui sont recouvertes d'une couche de
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matière réfractaire appropriée 7, telle nue du minerai de
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chrome plastique pour former des surfaces de parois internes
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circulation d'eu de refroidissement doublées de rfr.qcté'ir'3
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pour la chambre de combustion.
Les parties du tube dépourvues
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de broches constituent la paroi circ0nrenti11e de 18 section de décharge n9 de la. chPI"bre d' 2 d"lisSÍor;,. du combustible et sont recouvertes sur leurs faces internes d'une tôle ,"-"t811inlle unie 54 qui y est soudée. La paroi est prolongée pour for'"'er aussi la paroi circonf'renti811e de la section d'admission de cori- bustible ?0. Les parties du tube constituant la paroi crconf - rentielle et la paroi du fond avant de la partie principal due la chB'T1bre de combustion et la paroi circon.f-<r.8''1tipl1p Je la cha'nre d'admission du combustible sont recouvertes sur 1r:'1Jrs faces externes d'une tôle 0t81liue de forne correspondante ?h soudée à ces parties du tube et d'une couche 4n r^ti-re ther- iue8nt isolante 36.
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Comme le montrent les figures 3, 4 et 7, la section d'admission de combustible 30 est pourvue d'une paroi de fond externe circulaire refroidie par circulation de fluide 37 dans laquelle est ménagée une ouverture centrale 38 qui constitue un siège avantageux pour l'introduction d'un brûleur à huile ou à gaz en vue de l'allumage du foyer et sert d'ouverture d'inspection pendant le fonctionnement. La partie environnante de la paroi du fond est recourbée axialement, cornue c'est indi- qué en 39, pour former un prolongement de l'ouverture 38. La petite chambre ainsi formée est fermée à son extraite externe par un couvercle amovible 40 dans lenvel.. une vitre coïncide avec l'ouverture 38.
La vitre du couvercle est maintenue rela- tivement froide et l'ouverture 38 est *maintenue dégagée par une tuyère à air 41 raccordée au tuyau d'admission d'air préré- chauffé par un branchement de tuyau 42 commandé par un registre et disposé tangentiellement à un secteur 43 de la paroi cir- conférentielle de la chambre 38 en forme de spirale, comme c'est représenté sur la figure 7. Un petit flux tourbillonnant d'air primaire auxiliaire à grande vitesse est ainsi envoyé dans la chambre 38 où il tourne dans le même sens que le flux dans la section d'admission de combustible 30.
Ce flux d'air tourbillon- nant passant centralement au travers de la chambre d'admission de combustible a pour effet d'empêcher la présence de fines dans la partie centrale de-cette chambre et de réduire ainsi au mini- mum la combustion du combustible pendant qu'il se trouve dans cette chambre. Il contribue aussi à l'épanouissement du courant de combustible-air primaire ver.s la paroi circonf'rentielle de la partie principale de la chambre de combustion 28. Cette dis- position de l'orifice de la paroi externe est particulièrement avantageuse pour une chambre sous pression, car lorsqu'on ouvre le couvercle 40, le flux d'air tourbillonnant dans la chambre 38 provonue à l'intérieur du foyer une sensible aspiration qui empêche la décharge de flammes ou de gaz chauds à tra.vers la chambre 38.
La partie courbée en forme de spirale de la tôle 34 qui recouvre la partie circonférentielle de la section d'admis- . sion de conbustible 30 est prolongée de manière à former une entrée de combustible-air primaire 44, est disposée tangentiel- lement par rapport à l'extrémité supérieure et externe de cette partie de la. tôle, comme c'est indiqué sur la figure 4. Les parties de la tô'le oui constituent l'entrée 44 sont prolongées de ma- nière à former un ajutage 45 qui se rétrécit de haut en bas et dont l'extrémité supérieure est radcordée au tuyau de décharge 13 du broyeur.
Le courant de combustible et d'air primaire pénétrant dans l'entrée 44 sera dirigé dans le sens opposé au mouvement des aiguilles d'une montre à l'intérieur de la chambre d'admis- sion de combustible, comme le montre la figure 4. Un rebord annu- laire 46 fait saillie radialement vers l'intérieur à l'extrémité externe de la section de décharge 29 en vue d'assurer une répar- tition plus uniforme du courant de combustible dans le sens circonférentiel. de cette partie cylindridue. La vitesse du courent de combustible-air primaire dans l'entrée 44 est réglée sans changer la position du courant par rapport à la paroi cir- conférentielle, au moyen d'un registre articulé 47 susceptible d'être actionna à la main.
Le courant de combustible et d'air primaire se décharge en une nappe tourbillonnante s'épanouissant périphériquementà travers l'extrémité circulaire de la section
29 dans la partie principale de la chambre de combustion 28. La forme de construction de la chambre d'admission de combustible décrite conjointerent avec le bandeau réfractaire 48 autour de l'extrémité adjacente de la partie principale de la. chambre de combustion 28 évite les accumulations de coke et de scorie à cette extrémité de la partie considérée.
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La partie circoniirentielle de l? paroi de li partie principale de la chambre de combustion eploy'e pour l' introduc- tion de l'air secondaire comporte des parties forces de tubes parallèles, coupés et raccordas en série par des groupes con-
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venablement espacés et se recouvrant mvtvel,1;ment/àe coudes 49 recourbés à 180 pour constituer une Etroite et longue entrée d'air secondaire 50 dont l'une des extr4its est disposée tqn- gentiellement à une partie de la paroi de la chambre Etablie sur un arc de 1800 sous forme d'une spirale et placée dans une
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telle position que le bord arrière de l'entrée est inclin,,-eor- te''1ent pour réduire au minimum la formation de voûtes ov croissants de scories dans cette zone.
L'un des coudes de ren- versement de l'extrémité est recourb 1et0r9'eTent et s'étend sur toute la longueur de l'entrée 50 pour forcer un bord arriè- re à angle droit, cornue c'est représenté en 51, pourvu de bro- ches et garni de réfractaire sur sa face inférieure. L'extr-- mitéinterne d'une tuyère conique 52 dont l'extrémité externe
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s'ouvre dans un tuyau d'alimentation d'air pr4rf.cMufff 5 est adaptée à l'intérieur de l'entrée d'air secondaire 50.
Pa.r cette disposition le flux d'air secondaire pénètre dans la partie principale de la chambre de combustion en un point décalé d'environ 1200 angulairement par rapport au point où le mélange de combustible et d'air primaire pénètre dans la chambre d'admission et en arrière de ce point, et en tournant dans le même sens de rotation que le courant de mélange de com- bustible et d'air primaire et le courant d'air primaire auxiliai- re.
La section de passage utile de l'entrée d'air secondaire, et ainsi la vitesse et la quantité d'air secondaire, est réglable sans changement de la position du flux d'air entrant par rapport à la paroi circonférentielle -de la chambre de combustion, au
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moyen d'un registre formé d'un plateau rainure 54 -on-.--' sur charnières en 55 de façon qu'on puisse le rapprocher et 1"crrt?r de la paroi externe de la tuyère à air 52 à l'aide d'un mfc8nis- me de commande comprenant des broches 56 ménagées à l'extrémité externe du registre et s'engageant dans des rainures correspon- dantes de barres 57 montées sur un arbre 58 qui peut être ac-
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tîonn à la main ou automatiouement.
L'extrémité arrière de la chambre de combustion 28 est pourvue d'une sortie des gaz établie de telle manière que le courant de gaz tourbillonnant qui se déplace vers l'arrière est forcé de se mouvoir vers l'intérieur et en avant, et ainsi de changer brusquement sa direction axiale par rapport à la chambre de combustion avant d'atteindre la sortie et sans arrê- ter son mouvement de tourbillonnement.
Ainsi, l'extraite arriè- re de la chambre de combustion est constituée par un serpentin à circulation d'eau pourvu d'une section externe dans la partie annulaire 59 de la paroi du fond et d'une section d'étrangle- ment centrale présentant une conicité tournée vers l'avant pour
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former un goulot 60 concentrique à la cha'ibre de combustion PB et faisant saillie à l'intérieur de celle-ci jusqu'en un point situé en arrière de l'extrémité arrière de l'orifice de l'entrée d'air secondaire 50. Ces tronçons de tubes sont garnis de bro-
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ches sur les deux côtés et recouverts de matière rpfr8ctire.
La forme de construction décrite donne liev à. la formation entre le goulot 60 et' la. paroi circonfrentielle de la chambre de
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combustion d'une poche annulaire 61 ouverte à son extr.t1i t: avant et provoque la contraction radiale du courant de gaz tourbillonnants]et'le renversement axial de la direction de son mouvement avant son entrée dans la sortie des gaz 62 délimitée par le goulot 60. La sortie des gaz 62 présente une
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section transversale de notable grandeur et s'gase dans la direction de la chambre de combustion secondaire 15, ses parois
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étant inclinées d'un angle de 15 approximativement par rapport à son axe.
Les gaz de combustion relativement propres sont dé- chargés par la sortie 62 et pénètrent dans la chambre de com- bustion secondaire 15 qui est d'un volume notablement plus grand que la chambre de combustion principale. La faible vitesse des gaz dans la chambre de combustion secondaire facilite la sépara- tion des particules de scorie en suspension.
Dans la forme de construction représentée, la sortie 63 pour l'évacuation des scories de la chambre de combustion 28 est disposée dans le renfoncement annulaire 59 à proximité du fond de la chambre en un point légèrement au-delà de l'axe vertical médian de celle-ci dans la direction du mouvement des gaz. La sortie'des scories 63 est établie comme c'est repré- senté sur les figures 3, 5, 6 et 8 en retournant sur lui-même le serpentin de la section tubulaire dans le renfoncement annu- laire 59 au moyen de coudes à 180 adjacents et se recouvrant quelque peu et en recourbant la section tubulaire à proximité des coudes à 180 en sens inverse sans changer sensiblement le contour de la paroi du fond interne de la chambre de combus- tion.
La section tubulaire adjacente aux différents cou des de renversement est recourbée dans des mesures différentes de telle sorte due la partie supérieure de l'orifice d'évacuation des scories est plus étroite que la partie inférieure et la disposition est telle que l'orifice de sortie offre une hauteur suffisante pour permettre le passage du flux de gaz au-dessus du niveau normal des scories, mais le courant de gaz qui le traverse doit changer brusquement de direction. La flèche sur la figure 8 indique le sens du courant des gaz de combustion par rapport à l'orifice d'évacuation des scories. L'écoulement des scories séparées descendant le long des parois de la chambre de combustion et sur le fond de celle-ci vers l'orifice d'évacuation des scories 63 est facilité par la légère inclinaison donnée à la chambre de combustion.
La scorie qui se décharge à travers l'orifice 63 s'écoule le long du fond de la chambre de combustion secondaire 15 et est déchargée conjointement avec la scorie qui se sépare dans cette chambre, par la sortie 16.
Les proportions des différentes parties du foyer-cylone jouent un rôle extrêmement important dans les caractéristiques de fonctionnement du foyer. Ainsi, on ne peut pas faire varier convenablement les différentes dimensions dans les mêmes pro- portions pour des foyers de différentes grandeurs mais on donne- ra de préférence aux dimensions principales les proportions in- diquées sur la figure 10. Le tableau incorporé dans cette figure établit le rapport des dimensions indiquées sur la figure schématique en pouces en fonction du diamètre de la chambre de combustion en pieds. Les valeurs numériques des di- mensions correspondantes de foyers de 3 et 5 pieds de diamètre respectivement,sont indiquées dans les deux dernières colonnes.
Parmi les dimensions côtées, A et B représentent la largeur et la longueur respectivement de l'orifice d'entrée du combus- tible dans la section d'admission de combustible 30; C est le diamètre de l'ouverture entre la section de décharge 29 et la partie principale de la chambre de combustion 28; E et F sont respectivement la longueur et la largeur de l'orifice d'entrée de l'air secondaire 50 ; est le diamètre minimum du goulot 60; H est la profondeur du renfoncement du goulot et L est la lon- gueur de la partie principale de la chambre de combustion 28. Le rapport de la superficie S que présente la surface de la partie principale de la chambre 28en contact avec les gaz, au volume de cette partie de la chambre est également indiqué.
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Dans l'appareil de colibustion décrit ci-dessus, la chambre de -combustion pour insi dire cylindri(,ue est pourvue de parois garnies de réfractaires, qui sont suffisamment refroi- dies par circulation de fluide pour maintenir la surface interne réfractaire en @tot dans les conditions de températures
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maxima atteintes dans le foyer au cours du service. Le combus- tible au'il s'agit de brûler est introduit à prOxil11it'( de l'extrpit6 la plus avancée de la parai circonf-rentiplle de Ip chp-iibre de combustion en un courant à grande vitesse '' ±.r 7ri maire et de particules en suspension dans ce dernier.
L'air admis dans la chambre de combustion tant comme mir nri""j Te otie comme air secondaire de combustion est; de préférence pr,,,11,-bl(-,- ment réchauffé à un degré suffisant pour acclrer l'allumage dru combustible à proximité des points d'entrée de 11-ir à 1--'inté- rieur de la chambre de combustion, bn vue d'assurer l'effet mu- ximum de le force centrifuge, le courant #'mir pri..imir<9 de col- bustible est introduit par une l1J''ière relativement ''troJte zizis allongée axialement, disposée tfmgenti,Ü18 "')nt hune section de paroi circonférentielle établie sous forme de volute. Un courant tourbillonnant d'a.ir primaire auxiliaire est Introduit a l'inté- rieur du courant principal d'air auxiliaire et de combustible
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concentr10ueent à celui-ci lorsqu'il pénètre dans la ch,,,^-bre de combustion.
Le courant principal d'air primaire et de combus- tible circule dans le sens longitudinal de la chambre de com-
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bustion à une grande vitesse angulaire sous for"'e d'une nappe ou d'une couche par-courant un trajet hélicoïdal le long de la paroi circonférentielle de la chambre de combustion et un contact
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avec cette paroi. La haute température '1C"'inter1l1E' dans la cham- bre de combustion a pour effet de faire p8.sser les particules de combustible entre.-ntes rapidement par les phases du gonflement, de l'agglutination, de la gazéification, de l';>11n-';Jge et dp la combustion des gaz combustible et du carbone fixe.
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L'air primaire principal pfntr0nt avec le courant de combustible ne forme ou'une partie relativement petite de la totalité de l'air comburant envoy,' au foyer, ne C--,,-iss7nt de préférence pas 25%, et la quantité totale de l'airadmis au foyer peut avantageusement être limitée à un faible pourcentage seule-
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ment, de préférence inférieure à 15%, en excès sur la ;7u,,iatité d'air comburant théoriquement néces.saire. Un faible excès d'air est particulièrement désirable lorsque le fonctionnement se fait. à de hautes allurs de vaporisation et ou'on utilise des charbons ayant des cendres à températures de fusion relativement élevas
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L'air corF:
burant secondaire est fourni à la chambre de combus- tion d'une manière et dans des conditions nui assurent une com- bustion rapide de la presque totalité des éléments constitutifs combustibles et le dégagement des cendres du combustible. Ainsi l'air secondaire à haute température est introduit dans la chambre de combustion, à une vitesse linéaire qui est aprroxi-
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mativerrent la même que celle du flux d'air primaire et de combus- tible entrant, en un filet mince et long axir-18r"'ent, dirigé tangentiellement à une section de paroi circonférentielle établie sous forme d'une spirale de manière à tourner à l'intérieur àla chambre de combustion dans le même sens Que le courant d'air
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primaire et de combustible.
Bien rue le filet 9pl:=:.ti d'air se- condaire soit introduit sur une notable partie de la longueur
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de la chambre de combustion, entre le point d'entrée du combos- tible et le. sortie des gaz de combustion, il est suffisamment écarté du flux entrant de combustible et d'air primaire pour crue
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la combustion des fines puisse être <'Ipproxi1'>1ptivc-ent terminée avant que le flux d'air primaire et de combustible n'arrive en
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contact avec le courant d'air secondaire.lorsque l'sir secondaire fenêtre dans le chambre de combustion de la #<mn14re décrite, la onction du flux d'air secondaire avec le flux en combustion
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d'air prima.ire et de combustible se fait graduellement,
sans rompre le parcours hélicoïdal suivi par ce dernier ni séparer le flux d'air primaire et de combustible de la paroi circonfé- rentielle de la chambre de combustion par interposition d'une couche d'air secondaire.
Dans le mode d'admission de combustible et d'air à la chambre de combustion décrit ci-dessus, la combustion de par- ticules de combustible se fait à un taux élevé, oui augmente dans la zone d'admission d'air secondaire et la température moyenne de la chambre de combustion est facilement maintenue . notablement au-dessus de la température de fusion des cendres du combustible entre de larges limites de fonctionnement.
Dans de telles conditions concernant la combustion, les cendres du combustible sont rapidement dégagées et par suite de la force centrifuge à laquelle elles sont soumises, les parois de la chambre de combustion et particulièrementla paroi. circonféren- tielle se recouvrent d'une pellicule de cendre ou de scorie fondu@qui adhère sur la surface interne réfractaire des parois de la chambre et constitue une surface visqueuse sur laquelle les particules de combustible plus lourdes du courant d'air et de combustible en contact sont projetées et à laquelle elles adhèrent. Le courant tourbillonnant de gaz et de combustible en ignition provoque le balayage et l'ignition des particules de combustible de la pellicule de scorie sur les parois de la cham- bre de combustion.
Ainsi, bien que la. majeure partie des parti- cules de combustible légeres brûlant en suspension dans le cou- rant tourbillonnant, le revêtement de scorie sur les parois de la chambre a pour effet de retarder l'entraînement des par- ticules de combustible plus lourdes et de les retenir dans la chambre de combustion jusqu'à ce que la combustion soit complè- te. Le revêtement ou la pellicule de scorie sur le surface des parois atteint rapidement une Epaisseur d'équilibre dépendant des valeurs relatives de la température de fusion des cendres, de la température moyenne maintenue dans le foyer, de la, température des parois de la chambre de combustion et de la vitesse du courant de gaz en contact.
Au cas où il se produit des dépôts supplémentaires de cendres sur les parois, ceux-ci s'écoulent de haut en bas vers le fond de la chambre de combustion sous l'action de la pesanteur et sont évacués par l'orifice d'écoulement des scories..
La chambre de combustion se trouve normalement sous une pression moyenne notable, telle que 5 à 15" de la colonne d'eau, ce qui constitue des conditions favorables à une évacua- tion des gaz de combustion et des scories séparées par leurs orifices de décharge respectifs. La sortie des gaz de combustion est disposée de manière à assurer un renversement relativement brusn,ue du courant des gaz tourbillonnants axialement par rap- port à la chambre de combustion avant qu'il ne puisse atteindre l'orifice de sortie des gaz. Ce renversement du trajet parcouru facilite la séparation des particules de scorie en suspension des gaz sortants et reta.rde l'échappement des combustibles de la chambre à combustion.
La zone du renversement de la circu- lation est disposée de telle manière que les particules de com- bustible incomplètement brûlées se séparent complètement du courant de gaz et sont constamment agitées et balayées par les gaz pend.ant qu'elles se meuvent en rond dans la poche annulaire recouverte de scorie qui entoure la sortie des gaz . Ces parti- cules de combustible restent dans la poche annulaire, soit par- tiellement enrobées dans la surface de scorie soit en se dépla- çant en rond dans la poche jusqu'à ce que le combustible soit consumé et que toute la teneur en cendres ait été dégagée.
La cendre dégagée reste sur la surface des parois de la poche ou
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s'écoule de haut en bas le long de celles-ci pour rejoinre 1^ scorie qui se trouve sur le fond de 1;1 chambre et être enlevé
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conjointement avec cette dernière scorie.
La sortie des scories servant à l'évacuation des cen-
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dres fondues du fond de In chambre de combustion est Y'1fn:H'!e en un point à haute température de 1-lextri-i-t-' de la ch:wbre à combustion où se trouve la sortie des ga et vers la ruelle les scories tendent à s'acculer. La sertie des scories est disposée de telle manière que le parcours du courant de-g7 principal n'en est pas af1'ecta' et tous gaz de co-biistirn Cl1i s'échappent par 12 sortie des scories sont ppnfs ? ebnr,er brUSnU8"ent le sens de leur circulation avant de -¯ n=trer d"'ns 1? sortie.
L'orifice de sortie des E"7 pr. sr tc des dimensions suffisantes pour Eviter 01J'un', fortc chute du T'Ps;:.io'1 ne puisse se proouire inopportunément en ce point et la c1]["'brr,' 'e combus- tion secondaire offre un vol1JDe suffisant pour réduire notable- ment 1.m vitesse des gaz sortants et permettre pux particules de scorie qui peuvent être restées en suspension de se s"g-Frer avpnt nue les gaz n'atteignent 18 section de connexion de 1
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chaudière.
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Les car2ctr.isti^ues ci-dessou?' données titre d'exemple seu7¯e7ent, d'une ifrioôr d'essai de N'ù '10Ure3 d'un foyer cyclone de cinq pieds de diamètre d0ns l';.nstl¯1^t5¯or, ex- périmentale représentée sur les figures 1 9, ex.?ri .e=1t les conditions typicues oui peuvent être ""," inten1J8S éhns 1.' instr 1.-
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lation.
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Le charbon errî;J1oyl "'k.it du ch?r'ncn fiincrid prôsentant 1'a,nalyse approxi'118tive suivante: ratières volatiles ................ fi2,21i carbone fixe ...................... 41,4cendres 16,9 humidité (à l'ignition)............ il "3'' puissance calorifique 10 1 .tr.u/li.vre température de fusion des cendres.. "a5C 4 Le charbon tel au'il trit hrûl/ tit un .'18nge grossièrement broy calibre coe suit: 100-"' à travers un t2:iS }lJ .'1'?illes 4 g4, L.' n " If 10 45,6xj If n ?,0 27 , 2; If Il " 50 l , 2; 1, IT If 100 6 , 7(," T1 II 200 Le charbon était brûlé hune allure de 711.Ci livres i l'heure. Le volume total d'air envoy ptpit de El,45 livras par heure, correspondant à un excès d'air due 7,0''. 1,1-,ir ;riT;ire représentait 19,75':: de l'air totri, le restant -"tant ris 1"ml,r secondaire, à l'exception de 1 à ?]i utilisas coe ir primaire auxiliaire.
La pression dleir dans les conduits d'admission était approximative.?ent de '3 pouces de la colonne (Î' 8"U. LJ:I température de l'air primaire -'tpit de ?80 F, et 1, tepfr"1ture de l'air secondaire '5 f. La température des g d4t.erômin<e la sortie de la chambre de combustion primaire Était de 75100F' et à la sortie de la chambre de combustion secondaire 4r 5055 F. Une analyse moyenne des gaz. dans 1a chambre de combustion secondaire montrait une teneur de 16,99' en C02, de 1,a6 en 92 et de 0,0% en CO. La. cendre récupérée à l'état de scorie
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fondue dans le foyer était de 97,5% de la teneur en cendre du combustible au moment de l'ignition. Le taux de dégagement de la chaleur dans la chambre de combustion primaire était de
548.000 B.th.u. par pied cubique et par heure.
Une analyse des cendres accusait la présence de 0,2% seulement de combustible dpns la scorie.
Les figures 11 à 14 représentent une chaudière à
Circulation naturelle, chauffée par une série de foyers cyclo- nes 6, du type général représenté sur les figures 1 à 9, chaaue foyer comportant une chambre de combustion primaire 28, incli- née sur l'horizontale, qui comprend une chambre d'admission 64, un goulot 60, une sortie des gaz 62 et une entrée d'air se- condaire 50. Dans la forme de construction du foyer cyclone représenté sur les figures 11 à 14 le système de réfrigération des parois est divisé en deux sections. Les parois de la chambre d'admission du combustible et la paroi adjacente de l'extrémité de la chambre de combustion primaire sont constituées par un serpentin unique 65 qui reçoit l'eau d'alimentation d'une pompe appropriée.
Le serpentin 65 est raccordé en série avec un ser- pentin qui entoure le goulot 60 et ce dernier est relié au racord d'alimentation du corps cylindrique principal de vapeur et d'eau 66. La section vaporisante principale de la chaudière est constituée par des faisceaux de tubes d'eau, espacés et in- clinés sur l'horizontale 67 et 68, qui sont raccordés au corps cylindrique de vapeur et d'ea.u 66 d'une manière bien connue.
La paroi circonférentielle du foyer cyclone est constituée par des rangées recourbées de tubes d'eau 69 et 70 disposées en regard l'une de l'autre, la rangée de tubes 69 s'étendant entre un collecteur 72 et un collecteur de fond intermédiaire 71, tandis que la rangée de tubes 70 s'étend entre le collecteur 71 et un collecteur 73,comme c'est indiqué sur la figure 12. Les collecteurs 72 et 73 sont convenablement montés dans le système de circulation de la chaudière.
Les foyers cyclones 6 sont disposés en une rangée le long de la paroi avant 74 d'une chambre de combustion secondaire commune 75 adjacente latéralement et dont la paroi 74 est consti- tuée par une rangée de tubes 76 s'étendant en travers des ex- trémités de décharge des'foyers cyclones entre le collecteur supérieur 77 et le collecteur inférieur 78 respectivement. Les espaces entre les tubes de la. rangée 76 sont obturés par de la matière réfractaire sauf à l'endroit des parties recourbées qui forment une sortie 63 pour les scories et autour des sor- ties de gaz de combustion 62.. La chambre de combustion secon- daire comporte une seconde rangée de tubes d'eau 80 raccordant entre eux les collecteurs 77 et 78 et écartés des extrémités de décharge des foyers cyclones.
Les espaces entre les tubes 80 sont bouch4s par une matière réfractaire appropriée en descen- dant jusqu'en un point situé approximativement au niveau de l'orifice d'évacuation des scories 63. En dessous de ce niveau les tubes 80 sont disposés comme le montre la figure 13, des groupes de tubes espacés se trouvant dans un même alignement transversal et étant recouverts par de la matière réfractaire pour former des barrières fermées 81 situées respectivement en regard de foyers cyclones correspondants, tandis que les tu- bes 80 placés de part et d'autre de chacune des barrières 81 sont montés en groupes obliques disposés symétriquement 83 bouchés par de la matière réfractaire.
Les espaces entre les groupes de tubes adjacents 83 et les barrières 81 servent de passages d'évacuation des gaz 84 à travers lesquels les gaz du foyer cyclone pénètrent dans la partie principale de la chambre de combustion secondaire 75. Queloues-uns des tubes 80
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sont recourbas pour former des trous de scories 82 en des points
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convenablement espacés à proximité du collecteur 78.
La scorie déchargée par l'orifice d'évacuation des scories 63 s'écoule de haut en bas à travers les trous de scories 82 et tombe dans un cendrier ou une fosse à cendres 85 en-dessous de la chambre de combustion secondaire 75 conjointement avec les'particules de cendres et de scories séparées dans cette chambre. Une rangée de tubes 86 part de bas en haut du collecteur 77 et s'étend en travers de la sortie de la chambre de combustion secondaire pour se décharger dans un collecteur 87, les tubes étant places en quinconce pour former un écran de scorie immédiatement en-dessous du faisceau le plus bas de la chaudière.
Les collecteurs 78 et
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87 sont montas dans le système circulatoire de la ch,iidi2bre de manière à maintenir Inoculèrent d'un fluide dans les tubes 76 et 80. Cette disposition provoque im rE'.froÍdisse'''PDt adravat par circulation de fluide de l'écran de scorie et des parties connexes du foyer et assure une Bépr8tion efficace de 1a pres- que totalité des constituants de cendrées du combustibleavant
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que les gaz n'atteignent les faisceaux de tubes d'eu 8l et 63.
Dans la variante de foyer cyclone 6 inclin' sur l'horizontale, aue représentent les figures 15 et 16 la chambre de combustion 28 à réfrigération par circulntion de fluide affecte aussi une forme quasi cylindrique et est pourvue d'une
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sortie de gaz 62 entourant une poche annulaire de renverse ^ent de flux 61 délimitée par un goulot 60 à, réfrigération r-r circl- lation de fluide, et l'air secondaire 2en le long de 1-x sec- tion recourbée en fore de spirale de la paroi cylindrique est
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projeta à travers un orifice d'entrée long et étroit 50 dispos'' tangentielleMent et cO2ndt par un registre 54.
Dans cette variante, le courant d'air primaire et de combustible est tou- tefois introduit par l'ajutage 45 contrôl par un registre
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et par l'orifice d'entrée 44. disposa t2ngentielle"Qnt une sec- tion courbée en spirale et refroidie par circulation de fluide
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de la paroi circonférentielle de la chambre de combustion f?3, à proximité de la paroi de l'extr^it avant de ce1lp-ci oui ne comporte pas de chambre d'admission dn co'"bustible de diantre réduit.
L'ouverture 78 ali''''ente par l'2jtlt"ge tangentiel 41 pour 1-'introduction d'air primaire auxiliaire au sein d'im àaiJ- rant tourbillonnant de grande vitesse dans 7¯'axe de la chambre de combustion 28 est disposée dans la paroi de l'e;<r.-0itf avant de cette chambre, tandis que la sortie des scories c,a est entnsgr-e dans le fond de la chambre de combustion à proximité de la paroi de l'extrémité arrière de celle-ci.
Par cette disposition des lumières d'admission, le courant d'air primaire et de combustible est introduit à grande
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vitesse à l'intérieur de lq chambre de combustion dns une région oui ne présente pas un diamètre réduit. Sous les autres rapports le fonctionnement est à peu près semblable a celui décrit prXc/de=no1=ent.
Dpns l'installation exp^riw:entale 1-e-rr-seit,'e sur les figures 17 et 18, le foyer cyclone 6, construit comme c'est décrit ci-dessous est combina avec un appareil auxiliaire
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susceptible de fournir des quantités r=gl.es de combustible et d'air à la chambre de combustion. L'appareil auxiliaire co@- prend un compresseur d'air 7 pourvu d'un tuyau d'admission 88
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et d'un tuyau de refoulement 9 relié à un. rtch'-'uffoir 10 chauffa par circulation'd'eau et susceptible de réchauffer l'air adY11is à une température relativement plevre.
L':>1;+ pr3rch¯"'uff'; aui tte le réchauffoir par un conduit 89 contrôlapar un registre et
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est subd±vis4 en des courants d'air primaire, secondaire et tertiaire qui pénètrent dans le foyer cyclone comme c'est décrit ci-dessous.
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Le charbon broyé destiné à être utilisé dans le foyer cyclone est amené à un élévateur à godets 1 pour être déchargé dans une soute 2 au-dessus du niveau du foyer. La soute alimen- te un distributeur de charbon 4 qui décharge le charbon à un débit réglable dans un conduit de décharge 90. L'extrémité in- férieure de ce dernier s'étend concentriquement à l'intéfieur de l'extrémité arrondie d'un tuyau à air 'primaire 91 commandé par un registre et raccordé au conduit 89 comme c'est représenté sur les figures 19 et 20. L'extrémité inférieure du tuyau 90 s'ouvre concentriquement à l'intérieur de l'extrémité supérieure d'un tuyau 92 raccordé au fond du tuyau d'air 91.
Par cette dis- position le courant d'air primaire est projeté autour de l'ex- trémité inférieure du tuyau 90 à une grande vitesse et se mé- lange au courant de charbon descendant, produisant un mélange intime d'air et de particules de charbon en suspension dans le tuyau 92. La partie inférieure du conduit d'air 89 s'étend latéralement par rapport au foyer cyclone 6, la. section latérale allant en se rétrécissant dans la direction du foyer et se ter- minant par une section de tuyère relativement étroite 93. Comme le montre la, figure 20, le tuyau 92 est pourvu à son ''- extrémité inférieure d'un rebord 94 qui coïncide avec un rebord 95 ménagé autour d'un orifice dans la face supérieure du conduit 89.
Entre ces rebords est montée de façon à pouvoir tourner l'ex- trémité supérieure à rebords 96 d'un tuyau de décharge recourbé de charbon et d'air primaire 97 'établi avec un écartement con- venable à l'intérieur de la section de tuyère 93. Le tuyau de décharge 97 s'évase dans la direction de son extrémité de dé- charge qui se trouve à proximité de l'extrémité de décharge de la section 93. Un bras latéral 98 ménagé sur le rebord 96 per- ;et de faire tourner le tuyau de décharge 97 autour de l'axe du rebord 96, de façon à pouvoir déplacer l'extrémité du tuyau de décharge latéralement par rapport à la section de tuyère 93.
Comme le montrent clairement les figures 21 à 23,le foyer cyclone 6 est de forme sensiblement cylindrioue et disposé de manière que son axe soit vertical. La chambre de combustion possède une enveloppe quasi cylindrioue 99 avec une ouverture d'évacuation des gaz centrale à son sommet et un orifice d'écou- lement des scories à sa base. La chambre de combustion 28 est délimitée par des parois à refroidissement par circulation de fluide garnies de matière réfractaire, enfermées dans l'enve- loppe et comportant un serpentin tubulaire unique à circulation d'eau 31 ou un certain nombre de sections de serpentins tubu- laires superposées, raccordées en série, formant un serpentin unoue avec des parties de tubes recourbées pour ménager les différentes ouvertures nécessaires dans la chambre de combustion.
Les parois entourant cette chambre sont construites en substan- ce comme c'est représenté sur la figure 9, le côté du tube 31 contigu à la chambre de combustion étant pourvu de broches mé- talliques 32 recouvertes d'une couche de matière réfractaire convenable telle que le minerai de chrome plastique, tandis qu'une couche de matière thermiquement isolante est disposée entre le serpentin tubulaire et l'enveloppe 99.
La paroi cir- conférentielle à revêtement réfractaire de la chambre de combus- tion présente autant que possible une section transversale cir- culaire uniforme pour éviter de troubler le flux de matières solides et de gaz traversant la chambre, ce qui est spécialement important par suite du parcours hélicoïdal suivi par les par- ticules solides et les gaz de bas en haut le long de la paroi circonférentielle de la chambre de combustion.
Les entrées pour l'air comburant et le combustible sont avantageusement ménagées dans la paroi circonférentielle de la chambre de combustion en des points où elles ne peuvent
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occasionner qu'un minimum de perbuba tion dans le ':'1ouvo,1'1ent de tourbillonnement de la nasse principale de gaz s'élevant dans
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la chambre ainsi aue dans la descente des scories à l'intérieur de la chambre et leur 6vacution de celle-ci.
Cornue c'est reprsent sur les figures 31 et 2¯ le tube 71 est recourb-, de mpnière à former deux groupes de coudes a 180 àlignfs, convonnblutent espaces et se recouvrant mutuellement 100 et 101, afin de 6nager entre eux une entrée étroite, allongée dans le sens vertical et disposée tangentielle-.lent par rapport à 1¯'extr."it externe d'une section 10X de la paroi circonf!renttelle dont la surface interne est établie sous forme d'une spirale s'étendant sur un arc de près de 380 avant de se confondre avec la sur- fa,ce cylindrioue de la chambre de combustion.
Le fond de l'en- trée 102 est disposa à une distance suffisante au-dessus de la sortie 63 des scories de cette chambre pour viter un refroidis- sement excessif de la scorie sur le fond 104 de celle-ci par le
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courant d'air et de combustible entrant. La. section 3 tuvere 97 du conduit 89 et la goulotte de décharge d'air et de.combustible 97 s'engagent dans l'entrée 102, comme c'est reprisent sur la figure 22.
Dans la disposition décrite, un courant de grande lar-
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geur mais de fa.ible hauteur d'air primaire prr-r ch^uf.f et due particules de combustible rpdui tes, inti"'eent IJ1fl:mg,fs, 8"t dé- charge à une grande vitesse par la goulotte à combustible 97 dans l'entrée 102. Le courant d'air primaire et de combustible dans le dispositif représenta est complètement entour' par un
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courant d'air secondaire prpréchauff pn^trnt à une grande vitesse à travers la section à tuyère 97.
Les courants co^,rins d'air et de cOinbustibleSe meuvent horizontalement le Ion? de la surface interne garnie de réfractaire de la paroi circonf rentielle et en contact avec cette surface, la configuration pprti- culière en spirale de cette partie de la paroi dirigeant le courant entièrement à l'intérieur du cercle de diamètre minimum
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de la chambre de combustion après lui avoir fait t e'x/cuter peu près un tour complet, de manière à réduire au '111nÍpuT'1 les pertu- bations ou contre-coups sur les courants entrant par l'arrivée 102.
Le tirage du foyer et l'action d'entraînement du mélange
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d'air et de combustible arrivant subspouemment par l'entrée 10P font parcourir aux courants combinas un trajet hélicoïdal de bas en haut le long de la, paroi circonf"ret=tJ.el.le lorsqu'ils ont accompli leur circuit initial dans la chambre de combustion.
Un courant d'air tertiaire venant du conduit d'air 89
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est envoyé dans la chambre de co"bustion par un branche'"ent 105 contrôlé par registre et un orifice d'admission d'air 106 yrfn!l gr; dans la paroi circonférentielle en un point situ au-dessus de l'entrée 102 et à une certaine distance angulaire de celle-ci.
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L'entrée 106 est Etablie de la même manière oue l'entrée 10P par des groupes convenablement espacée et se recouvrant TuiJe1- ler.ent de coudes à 180 alignas entre eux 1.07 et 108 et --ont-s dans le tube SI et par un ajutage coninue 109 partant de l'ex- trfri t6 du branchement 105 et s'engageant entre ces groupes de coudes. L'entrée 106 est moins haute et moins large nue l'entrée 102 et est aussi disposée tf1ngenti,Ü lenr-mt s l'extrait-' externe d'une section 110 de la paroi circonf='re=1tielle, présentant une surf?,ce interne en forme de spirale semblable à celle dp la sec- tion de paroi 10,', comme c'est repr6sent! sur 1a figure z La lumière d'air tertiaire est df,ca10e d'un angle d'environ 1?00 par rapport à l'entrée 103 dans le sens du .mo1Jv=.<oent de rotation des gaz dans la chambre à combustion.
Une partie des spires de tubes de la section 110 est recourbée pour forcer un trou d'ob-
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servation incline 111 dans la paroi ciconf-ren'lî(,-11.,.
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Le fond ou sole circulaire concave 104 de la chambre de combustion est en matière réfractaire sans serpentin réfri- gérant, sauf à la périphérie de la sole où le serpentin tubu- laire de la chambre présente un prolongement 112, à conicité tournée vers le bas, garni de broches ou pointes et recouvert d'une couche de matière réfractaire appropriée. Ce mode de construction de la sole contribue à assurer au fond une tempé- rature suffisamment élevée pour maintenir la scorie à l'état fluide sur la sole. L'orifice d'évacuation des scories 63 qui s'évase de haut en bas dans la sole est garni d'un cône métalli- que 113 et conduit à un cendrier ou fosse à scories fermé (non représenté).
On peut ouvrir ou fermer l'orifice d'évacuation des scories 63 en déplaçant à la main un bouchon coninue 114 monté à l'extrémité d'une barre de manoeuvre 115 ayant son point d'appui sur une broche de support 116 lorsque le bouchon se trouve dans l'orifice de décharge des scories.
Le serpentin tubulaire se prolonge à son extrémité supérieure par une partie en spirale délimitant la partie annu- laire plate 59 de la paroi et le goulot concentrique 60 qui pré- sente une conicité dirigée de haut en bas à l'intérieur de la chambre de combustion pour former une sortie d'évacuation des gaz 62 s'évasant de bas en haut. Le tronçon tubulaire qui en- toure le goulot à l'intérieur de la chambre de combustion est garni de broches ou pointes sur les deux côtés et recouvert d'une couche de réfractaire. Le goulot s'étend de haut en bas sur une notable distance à l'intérieur de la chambre de combustion mais se termine à un niveau situé au-dessus du sommet de l'orifice d'admission d'air tertiaire 106.
La poche annulaire évasée de haut en bas 61 ménagée entre le goulot et l'extrémité sup'rieure de la paroi circonférentielle de la chambre de combustion provoque le renversement dans le sens axial du mouvement des gaz qui pé- nètrent dans l'extrémité inférieure ouverte de la poche avant qu'ils n'atteignent la sortie des gaz 62.
Le tronçon du goulot se prolonge de bas en haut au- dessus du ciel de la chambre de combustion en un col droit 117, à réfrigération par circulation de fluide, constitué par un serpentin à tube nu 118. L'extrémité supérieure du serpentin 118 est raccordée à l'extrémité inférieure du serpentin qui constitue la pprtie du goulot à conicité tournée vers le bas, comme c'est' indiqué sur la figure 21. Les extrémités inférieures du serpen- tin 118 et du prolongement.112 forment ainsi les extrémités opposées d'une section vaporisante à laquelle l'eau est amenée à la. base et d'où un mélange de vapeur et d'eau est déchargé au sommet.
Ce circuit peut être monté dans le système circulatoire d'un générateur de vapeur pour lequel le foyer cyclone constitue une source de chaleur. Toutefois, dans l'installation expéri- mentale représentée, les gaz de combustion quittant le goulot s'échappent par une cheminée 27 placée au-dessus et constituant le prolongement de ce dernier. L'eau chaude ou le mélange chaud de va.peur et d'eau qui quitte le serpentin 118 est envoyé à un groupe de chambres de détente 118 et de là aux serpentins de chauffage successifs du réchauffenr d'air. L'eau passe alors dans un réservoir 119 d'où une pompe à haute pression 120 l'en- voie dans les serpentins du foyer.
Des combustibles du genre'indiqué peuvent être brûlés efficacement dans un foyer tel que celui repr'sent-' sur les figures 19 à 23 sur une gamme très étendue et à des degrés élevés de dégagement de la. chaleur, avec une faible quantité seu- lerent d'air en excès et avec séparation d'un pourcentage élev de la teneur en cendres du combustible à l'état fondu à l'inté- rieur de la chambre de combustion du foyer cyclone.
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En service, la totalit de 1"zir n/ccs..;;::ir0 1" col- bustion est D""en/e pu rcl1i'11Jff0ir 10 par le C()'DrnSSe1Jr 7 et r""/- r'cJ1é'lJffre à une température relative "en "levle. L'Tir pr'"-r''- ch8uffp pénètre à l'intérieur de la cha-bre de combustion en courants a grande vitesse d'air primaire, secenc?i.re et tertiir0, la haute te^pr^ture donnée l'Air agissant pour pcc/1/rnr l'allumage du combustible entrant, et la grande vitesse et 1'i.")- traduction tangentielle de l'air maintenant l'action dl'> la force centrifuge.
La totalité de 1' air advis est peu pr4s directement proportionnée à la quantité de combustible envoyée (9-ps le foyer, le rapport du combustible à l'air 1-xint=n1J It"nt r1/terinf de manière oue la totalit de l'air fourni ne dépasse pas 0''' et est de pr,f4rence inférieure à 15;,,en excès de In oupntit d'pir tb"o- riquement nécessaire pour la combustion. Le rapport air- co-1- bustible peut être varie dans une certaine '-'eS11r'" , un rapport à faible excès d'air étant d?sirnble en cas de fortes crpes de combustible en vue d'a1Jg.:,enter lr tCP1p,.":rpturr:> e.d'i'1b:'Jti:"1.18 du foyer et faciliter 1-'rvncuation des scories.
Environ 40' de la 0ua.ntit" d'air mdrrise sont utilisas comme r ir primaire ou air transporteur, oui se % 7¯ana inti"T'p.- ment au nlange de combustible grossièrement br1Trô venant ppr le tuyau 90 et se décharge par l'ajutage 97. Le courant d'air pli- maire et de combustible est normalement 8ntour d'un C01Jl':"nt d'air secondaire grande vitesse venant de la section ne tuyère à air 02 lorsqu'il pénètre dans 18 chorbre de combustion et les courants combines circulent CO"l"'e un courant uni-lue ho- rizontalenent le long de la section de paroi recourbée en spirale 107 de la chambre de combustion et en contact de balayage avec cette surface.
A. l'allumage, un brûleur à huile ou ga R1Jxi- liaire est introduit à travers l'une des ouvertures de 1 paroi du foyer et après une courte période d.e fonctionne"ont, il est employé pour allumer le combustible solide pntr^nt dans la chambre de combustion. Le courant d'air et de- co-bustible circu- le à une grande vitesse le long de 1" section do paroi circon- férentielle recourbée en spirale 10z et l'exposition des particu- les de combustible à la haute température du foyer les amené a passer rapidement par les différents stades de ln combustion.
Par suite de remplacement de la sortie des gaz de la cborbre 8 combustion et de l'introduction tpngentielle continue 0'"ir et de combustible dans la chambre à combustion, le courant de col-
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bustible en ignition s'élève le long de la paroi circonfren-
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tielle suivant un parcours hélicoïdal.
La combustion rapide des particules de combustible précipite le d.'e:r1g"'''Rnt de la teneur en cendre de ceux-ci et par suite de la force centrifuge aui y est exercée, la cendre s0parpe se dépose sur les 1Jrrois de 18
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chambre de combustion, et particulièrement sur 1 paroi circon-
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farentielle, donnant lieu à. la formation d'une ,in'ce cruche ou pellicule de cendres ou de scories fondues nui nonère ? la sur- fa.ce réfractaire des parois et forme une svrfocc visqueuse à
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laquelle adhèrent les particules du flux tourbillonnant d'air et
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de combustible et dans laquelle ces particules sont amendes 8 brûler, l'action de balayage du courant gazeux en contact frvo-
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risant la. rapide combustion des particules.
La combustion des particules de combustible en suspen-
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sion et sur les parois est ac.:élprpe par l'introduction d'air à
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haute température par l'entrée 106 dans le courant à grande vi- tesse qui circule dans le même sens nue le courant d'air et de corobustible en rotation rapide et se confond graduellement avec
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celui-ci. Le flux d'air tertieire se -,'linge intimement avpc le
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courant tourbillonnant ascendant dE combustible en ignition,
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d'air et de produits de la combustion et s'élève en 7-,e temps
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que celui-ci dans on parcours hélicoïdal.
La combustion des par- ticules de combustible restantes en suspension approche de sp fin
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r\-
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lorsque le courant rotatif en ignition atteint l'extrémité supé- rjeure de le. chambre de combustion. En appliouant le procédé ci-dessus décrit pour amener le combustible et l'air dans la chambre de combustion et en établissant cette dernière de la manière exposée, on arrive, à y maintenir aisément la température moyenne normale, pour une gamme de fonctionnement relativement étendue, notablement au-dessus de la température de.fusion des cendres du combustible.
Par suite de la disposition et de la configuration du goulot 60, le courant tourbillonnant est forcé de se mouvoir vers l'intérieur et de haut en bas pour a tteindre la, sortie des gaz 62. Ce renversement relativement brusque du mouvement du courant en ignition dans la. direction axiale donne lieu à un mélange complémentaire de l'air et du combustible non brûlée provoquant la combustion complète de la prescue totalité des pa.rticules de combustible restantes. Ce changement de direction a aussi pour effet de projeter hors du courant tourbillonnant les particules de cendres et de scories en suspension qui se déposent ainsi sur le ciel du foyer ou la face externe du goulot.
Les particules de combustible incomplètement brûlées sont rete- nues dans la poche annulaire, soit partiellement enrobées dans la couche de scories sur les parois de cette poche soit entreï- nées par les gaz teurnant dans celle-ci. Les particules sont ainsi agitées et balayées par les gaz jusqu'à ce oue la totalité du combustible soit consumée et que la teneur en cendres soit éliminée.
Le revêtement de scories sur les parois de la chambre de combustion atteint rapidement une épaisseur d'équilibre qui dépend de la vitesse des gaz de combustion oui viennent en con- tact avec elle, du degr d'absorption de la chaleur par les parois de la chambre---de combustion, de la température de fusion des cendres et de la température de la chambre de combustion. La quantité supplémentaire de scorie déposée sur les parois s'écoule de haut en bas le long de celles-ci jusaue sur la sole 104, la scorie recueillie sur cette dernière étant déchargé par l'orifice d'évacuation 63.
Dans le mode de construction du foyer cyclone décrit, où la sortie des gaz de combustion se fait à l'extrémité supé- rieure'et l'évacuation des scories au fond de la chambre de com- bustion, et où le combustible et l'air nécessaire à la, compus- tion pénètrent horizontalement en des courants tangentiels, il est important que la scorie descendant le long des parois de la chambre et la scorie se trouvant sur la sole ne gênent pas les courants de combustible et d'air entrants. Pour cette raison, l'entrée 102 est disposée à une distance suffisante au-dessus de la sortie des scories pour éviter qu'une accumulation de scories sur la sole du foyer n'atteigne l'entrr'e lorsque l'ori- fice d'évacuation des scories est obstrué.
Tout dpôt de scorie dnas l'entrée 102 augmente la résistance au passage du flux à travers celle-ci et réduit d'une manière'correspondante le flux d'air. De pareilles accumulations dans l'entrée 102 ou sur la paroi circonférentielle tendent aussi à interrompre le flux d'air et de combustible dans la chambre de combustion et à bri- ser le tourbillon grande vitesse désir/.
Si la disposition est telle que les scories s'écoulent principalement de haut en bas le long d.es parties à diamètre minimum de la paroi circonféren- tielle et que les courants d'air et de combustible pénètrent dans la chambre de combustion tangentiellement à des secteurs de parois en spirale s'étendant sur des arcs d'environ 360 , les courants entrants ont l'occasion de se confondre graduellement avec le courant tourbillonnant dans la chambre de combustion.
La
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fonction de croissants de scories zou sommet et de haut en h-s le long de 1 face interne des courants entrants donnant lieu 8 lm revêtement 1.#.bri< u;1 est réduite au "ini'1J", L svrr'ivtsion 11.-ir comburant en un fl1.1X d'air 1"r1,,'c'l1'<' st cP"ir secon<1:±rr pénétrant avec le combustible, et en un flux d'nir tertiaire o'- nr'tr,:,nt à un niveau sit1./ noté,bls' ent ?1=-dessus de l'clJtrc fltlX, contribue :, J'!8intenir le parcours h.¯Liccïd^7¯ des ç.P; de combus- tion et des particules en suspension C,-n,-3 leur '''011v0''(''nt ascen- dant a travers la ch-"('nr8 dp co,¯bustion.
On constr,tr (11,1'('11 peut élever 1s température à la partie inférieure d- celle-ci et la température des scories sur la scle du fotTF'l', si on le désire, pour au;^enter la fluicit' de la scorie sur la sole, en r!rl1Jirnt ou en coupant entièrement l'8rriR;.ie d'air secondaire, cie tc'11,? sorte nue la p,rtie ou la tot.lil.- de 1" .i.r C('>"I-,l.1r."n est ?lors envoyée à le ch;:wbre de CO"'o1.istion 1""'1' les courants d'air primaire et tertiaire.
Le di<: "2tre de Li ch^wbre dp- co'bastion et In longueur de cette Ch;:)(,lbre, le dip -.étre ',:ini: 1)''1 du goulot CO et 1"' lon- gueur de ce dernier s'étendant à l'intérieur de 1" ch""'1'Jre 4m cQ:'lbustion présentent convenable' ent les dimensions r¯tivcs in.diquées ci-dessus en se reportant . 1¯,-. fio-ure 10 des dessins.
Les chiffres ci-dessous, donnas seulo-ent 3 titre d'exemple, qui ont 't-, établis Pu cours de deux périodes ri'ess-i de IlinstplÏeticn expérimentale des figures 17 3? repr'''sentent les conditions car3ctristiues qui peuvent être rrrintenues dans l'installation. Dans les deux périodes de rclie d'essai le col-bustible brûlé ptpit du charbon de l'Ohio n1 . 3, réduit aux diriensions suivantes:
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99,2 % passant au travers d'un tp-is mailles n . 4 75 , ? ;É " " n " n , 16 714. il 4 '% i, n ii no 5p 17, 6 ,, " Il TT TT n . 100 6,8 % n fi TT fi no..7,00 une ana lyse approximative du charbon donnait les résultats sui- vants : ratières volatiles ......... 38,2
Carbone fixe ............... 49,4
Cendres 12,4 %
Humidité (au feu) 5,0
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Puissance calorifici)e ...... 12.600 B.th.u/livre.
Lors du premier essai, on avait hbûlé 1650 livres de charbon par heure, et le flux d'pir total était de 17.500 li- vres par heure, se subdivisant en 7650 livras d'air primaire, 2850 livres d'air secondaire, et 7000 livres d'ir tertiaire par heure.La température de l'air quittent le réchauffe-air
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était de 445 F et li température maintenue dans la chambre de combustion était approxir:1tive--ent de 000 F'. La vitesse de l'air primaire ôtait de 4.800 pieds par minute et celle de l'air tertiaire de 25.900 pieds par minute. Les gaz entrant dans le. chemine avaient une vitesse de ?0.500 pieds par @inute.
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L'excès d'air était de 17,4% pour un drgpgs"1ent de c!i"'lr-'1.1T' de 680.000 B.th.u. par pied cube de volume de la ch--bre de con- bustion et par heure. La perte nette de combustible par entraîne- ment était de 0,63. Une analyse des gaz à la cheminée accusait
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15,1% de C02, 7,P,'O de 02 et 0% de C0. Environ 8C de lr, teneur en cendres du combustible étaient retrouves dans la chambre de combustion et enlevés par l'orifice d'évacuation des scories au fond de cells-ci, exempts de combustible.
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Dans l'autre essai le charbon tait brûlé à une allure de 919 livres par heure et le flux total d'air était de 10.500 livres par heure se subdivisant en 5600 livres d'air primaire et 4900 livres d'air tertiaire, aucun air secondaire n'ayant ét employé. La vitesse de l'air primaire était de 25.350 pieds par minute et celle de l'air tertiaire de 14. 800 pieds par minute. La vitesse des gaz à l'entrée de la cheminée était de 17. 500 pieds par minute. La fourniture d'air correspondait à un excès d'air d.e 21.4%. La perte nette de combustible par en- traînement était de 0,83% et le taux de dégagement de chaleur était de 381.000 B.Th.u. par pd. cu. de volume de la chambre et par heure.
Une analyse des gaz de carneaux accusait 14.5% de C02, 3,8% de 02 et 0,0% de CO.
Dans les deux essais décrits, la chambre de combus- tion était relativement propre, sans accumulations de scorie ou de coke d'une certaine importance et aucune difficulté n'a été rencontrée pour la vidange des scories pendant approxima- tive@ent toute la dure des essais.
Les figures 24 à 29 montrent une installation d'essais expérimentaux à foyer cyclone où du charbon de le nature indiquée était envoyé. a un débit réglable par un distributeur (non représenta) reliant une soute ou un broyeur à un tuyau: d'ali- mentation 90, dont l'extrémité inférieure s'ouvre dans l'un des côtés d'un passage d'air primaire où les particules de combus- tible entrantes sont refoulées de bas en haut par un courant à grande vitesse d'air prérchauffé et envoyées au foyer.
Le foyer cyclone 6 est constitué par une longue boite à peu près cylindrique 99 disposée de manière nue son axe soit vertical. La boîte renferme des parois à circulation de fluide garnies de réfractaires délimitant une chambre de combus- tion principale ou primaire 28 de section transversale hori- zontale approximativement circulaire et une chambre de combus- tion sous-jacente secondaire 121.
Les moitiés internes des por- tions du tube réfrigérant formant les parois des deux chambres de combustion sont pourvues de pointes ou broches métalliques 32 qui y sont soudées, comme c'est représenté sur la figure 28 et sont recouvertes d'une matière réfractaire appropriée 33 ré-- sistant aux hautes températures, telle que du minerai de chrome plastioue, tandis ou'une couche mauvaise conductrice de la cha- leur 36 est intercalée entre chaaue spire du tube et l'enve- loppe 99.
La surface interne exposée de la paroi circonféren- tielle de la chambre de combustion principale est établie de manière à s'adapter autant que possible à la section transver- sale circulaire uniforme sur toute sa hauteur pour éviter tout obstacle au parcours hélicoïdal désiré du flux d'air et de com- bustible et des produits de la combustion de haut en bas à. travers cette chambre.
La principale dérogation à la section transversale circula.ire désirable est due à l'établissement des orifices nécessaires à l'entrée du combustible et de l'air dans cette chambre, mais les parties de la, paroi circonféren- tielle adjacentes aux points d'entrée du combustible et de l'air sont exécutées de manière à assurer le mouvement du flux de combustible et d'air entrant suivant le parcoure désiré et réduire en mêe temps au minimum les obstacles opposés aux courants déjà dans la chambre de combustion, tandis que les for- mations de scories solidifiées et de coke se déposent sur les parois de la chambre de combustion autour des points où se fait l'entrée du combustible et de l'air.
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Cornue le représentent les figures z'4, 25 et 26, la to-
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talité du combustible et de l'air est introduit à l'intérieur
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de la chambre de combustion par une strie de longs orifices d'entrée étroits disposas dans un même alignement vertical et
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s'étendant sur la majeure partie de la hauteur de la ch-mbre de
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combustion, l'entrée 12; tant destinée 5 l'admission de co'r- bustible et d'air primaire et les entrées 12? et ].24 a l'admis- sion de nU1.n ti tf-s supplémentaires d'air. Les entrées s'étendent le long d'une rainure 185 disposée tr>ngc;J:lti11p"0nt 3. l'extrait''' externe d'une section lq6 de la proi circ0nf'rentie11e /t>- blie sous la for;118 d'une spirale sur peu près la 'oiti d'un
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tour de la chambre de combustion.
La rainure est obtenue en
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raccordant verticale-'ent des parties '1d,J"centes du serpentin tubulaire 71, faisant partie de la paroi circonf,'rpntiel-le de 1¯a chambre de combustion, à deux groupes espaces rmoii>1.e.nn t se recouvrant nutuellecent de coudes à 1800 alignas ent-ro eux 1 l"/ et 128, les coudes 127 se trouvant à l'extrit externe de la section de paroi recourbé en spirale 126. L'Par'vi.u' supé- rieure de la rainure 125 se termine 1"gére>>>ent en-dessous de l'extraite supérieure de la ch?"bre de co"bustion pri'''?irs.
Le sorbet de 1.3 ch^brF de combustion priT. "'11"s 23 est 1?rr.:o' prr un ciel r>PTJroxi:l'8tive"'ent circulaire 199 for"'! en partie par un serpentin tubulaire plat 170 f*rni de broches, relie en srie à son extr,'lit-' externe -ti s-rr,-ntin tubulaire 1/1, et raccord-' à son autre extr:;it( à ur. cO"',nrti1T\ent s!n"'r'1t.eur de vapeur et eau rppropr16. Une ouverture centrale dans lc ciel 129 est fermée par une porte d'accès 1?-1 pourvue d'un orifice d'observation central 1.
Le fond de la c]1P'hr de combustion primaire 88 est refroidi par circulation de nu moven d'un tube en serpentin 1W formant une partie annulaire externe plate 59 et un goulot interne convergent de bas en 3irut 60, les côtÂs supérieur et inférieur du tube la dans la partie -nni1-irc 58
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aussi bien nue les côts externe et interne du tube dans le
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goulot 60 étant garnis de broches et recouverts d'une Y1.-,t10re plastique rfractaire cO''::'1e c'est décrit pr6c/ôer..e=1t. Une poche annulaire 61 ouverte à son extr/' 'i t! sup 1ri-ur-, seulement est ainsi for1'1fe autour de la sortie des gaz 6" cui s'évase de haut en bas et est dliriit,e par le goulot 60.
L'extr it eytpr- ne du serpentin 10'; est relire en srie a l'extr"..it,' i11.±,,'rict1rp du serpentin tubulaire 71, tandis oue 1'nxtr'nit. suv(rj e11re du tronçon de serpentin correspondant au goulot est raccords un tube nu 1?4 s'étendant de haut en bas le long de 1^ face interne du goulot et reli à l'extr^eit de sortie d'un serpentin de ré- irigôration intermédiaire li5 dispos' dans un réservoir dle-ii externe 126.
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Une paire intermédiaire de tronçons de tubes continus dans la section correspondant au goulot est pourvue d'une paire
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de coudes à 180 espacés 2ngulaire"'ent 150 pour '1/np.c:;er entre elles une sortie de scories 6 légère''ent "u-ness1Js il, niveau du fond de la poche et sur le côté du goulot opos 4 lm sortie des gaz 157 de la chambre de combustion secondaire. L'1 sortis des scories est espacée angulaire"ent de 1'" rainure d'entrée de combustible et d'air 125 et, cor-i-e c'est reprsentf sur la figure 85, elle est située de prf'rence ri;;çroxi>bntive...ent a 90 en arrière de la rainure 125. Par cette disposition 1- scorie à. l'4tat fluide avi se trouve sur le fond de 1 cha"-brc do col-
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bustion s'écoule vers l'orifice d'évacuation des scories et
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toMbe à travers celle-ci dans la cha'-brc de CO"'Dl1stion secondaire 1?1.
La chambre de combustion secondaire 1?1 présente aussi une section transversale pour ainsi dire circulaire, "ais elle
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s'ouvre sur l'un de ses côtés par un orifice de sortie de gaz rectangulaire 137 dans une galerie 138 formée à la partie in- férieure du réservoir d'eau 136 et entourée par l'eau contenue dpns ce dernier. La sole 139 de la chambre 121 est refroidie par circulation de fluide au moyen d'un serpentin plat 140 relié en série à son extrémité externe à la partie inférieure d'un serpentin 141 qui est dispose dans la paroi circonféren- tielle de la chambre de combustion secondaire et dont l'extrémité, supérieure est reliée à l'extrémité d'entrée du serpentin 135.
Une pompe d'alimentation d'eau 142 ou autre appareil appropria est installée pour envoyer de l'eau à l'autre extrémité du serpen- 140. La matière réfractaire sur le serpentin tubulaire du fond 140 présente une inclinaison descendant vers le côté où. se fait la sortie- des gaz de la chambre de combustion secondaire 121 et, à proximité da la paroi circonférentielle de celle-ci, cer- taines portions du tube sont recourbées pour former une ouver- ture d'évacuation des scories 143 à l'extrémité inférieure de la sole réfractaire de la. chambre.
L'extraite inférieure de la sortie des gaz 137 se termine au-dessus du niveau de l'ouvertu- re d'évacuation des scories 143, comme c'est représenté sur la figure 27 et certaines portions du serpentin tubulaire 141 s'é- tendant en travers de la sortie des gaz sont disposées pour for- mer un écran de scories 144 en travers de cette sortie, ce qu'on réalise en recourbant certaines parties de tube horizontales adja- centes pour former des groupes espacés verticalement de portions de tube alignées horizontalement.
Par cette disposition les par- ticules de scorie en suspension dans les gaz de combustion sor- tants sont recueillies par les tubes de l'écran. Les gaz chauds circulant dans la galerie 138 sont déchargés dans un carneau de cheminée 145 qui, dans l'installation expérimentale considérée, les envoie dans l'atmosphère, mais qui pourrait les conduire en un point d'utilisation de la chaleur d'une installation, commercia- le quelconque. Une ouverture de décharge des scories 146 est mé- nagée dans le fond du carneau de raccordement à la cheminée pour l'enlèvement des scories balayées, plus particulièrement aux fortes allures de marche du foyer, de la chambre de combus- tion second.sire 121 dans la galerie 138.
Le circuit de circulation de l'eau du générateur expérimental considéré est représenté schématiquement sur la figure 29. Dans ce circuit, l'eau est amenée au serpentin de sole 140 d'où elle est envoyée par le serpentin 141 dans le serpen- tin 135 refroidi extérieurement où elle subit une réduction de température avant de pénétrer dans le serpentin 133. Le serpen- tin à refroidissement extérieur peut être mis partiellement en court circuit si on le désire, xx xx ko , par une soupape 147. L'eau circule en descendant dans la section de serpentin correspondant au goulot 60 et en montant dans le ser- pentin 31.
En quittant le serpentin 130 établi dans le ciel du foyer, l'eeu, avec la vapeur engendrée, est déchargée dans les réservoirs de détente 148 où l'eau d'appoint nécessaire est ajoutée par la canalisation 149. L'eau est utilisée dans le réchauffe-air 10 pour le chauffage préalable d'une partie de la fourniture d'air et est ensuite ramenée à la pompe 142. Un appareil de réfrigération d'eau est représenta en 151.
Le dispositif employé pour amener le combustible et l'air comprend un réchauffe-air 10'à chauffage combiné à l'eau et aux gaz chauds, pourvu de dispositifs pour décharger deux courants d'air chauds, chauffés à des températures différentes si on le désire, dans le conduit d'a.ir primaire 152 et un con- duit d'air secondaire 153. Les conduits 152 et 153 sont rac- cordés à des compartiments 154 et 155 respectivement d'un caisson à air 156 monté sur le foyer cyclone.
Le caisson 156 est pourvu une section à tuyère s'étendant latéralement 157, dont
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l'extrfmitf de refoulement se termine dans la rainure d'admis- sion 125 de la chambre de combustion. La section 3 tuyère 157
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est relativement 'trotte sur toute sa longueur, pour correspon- dre à la largeur de la rainure d'admission 1=5 et est divisée en trois entr,les semblables dirigées horizontaln-ent 1<1 ,197 et 124 par des membranes horizontales 158.
Le restant du c@is- son est établi de manière que le compartiment 154 ne s'ouvre que dans l'entrée 122 et le compartiment 155 seulement dans les entrées 123 et 124. Chacune des entrées est pourvue d'un registre ajustable, le registre 159 de l'entrée 122 présentant
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une extrémité externe recourbée et pouvant être d '"J1.pc, d'une position entièrement ouverte à une position mi ferme, cc"'"e c'est reprr,sent sur la figure 36 au oyen rlp rlpl1Y ',"'ires ne tiges filetées espacées verticalement 160 passant au travers
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d'ecrous 161 soudas sur la paroi du caisson,
l'pxtr 'it/ in- terne de chaque tige étant raccorde par une connexion libre
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au registre correspondant pour permettre à In tige de tourner.
Les tiges 160 permettent un ajustement latéral uniforme du
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registre 159, de telle sorte au'on peut ""-'intenir une section de passage effective uniforme sur toute la longueur de la sec- tion de tuyère constituant l'entrée 122. Une chicane courbe
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fixe 163 coopère avec l'extr'11it externe recourbée du registre 159 pour empêcher de contourner le passage contrôla par le re-
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gistre.
Les registres 16 et 164 des entrées d'air second-ivre 12i et 134 respectivement sont plots et articulas 17 leur''' extr r- f1-itàs extérieures de manière à pouvoir être à/plpc!s sur toute la largeur de l'entrée correspondante sans changer la position
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des flux d'air par rapport à la section de paroi circonf)'ren- tielle en for-ie de spirale. On règle la. position des rc'gistr'"-s 18? et 164 au oo,yen de tiges de COn1''',"\nde 1':'5 et 16, r0s;!'''ctive- ment, coopérant avec des pcrous semblables aux /'cr(,>11s 161.
Le compartiment air secondaire 155 est pourvu d'um groupe incli-
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na d'Ailettes directrices courbes 165 nui v sont convenablement disposées CO'11"le c'est r;présent' sur la figure P4 pour établir un flux uniforme d'pir secondirp sur toute la h,01Jt'''1J'T'' des entrées 12? et 134. Co,v,e c'est rep1'sent/ sur le? figures 24 et 2e, le tuyau d'aT1en)'e du combustible 90 est rpccorda à l'entrée supérieure 122 par un orifice rectangulaire ?) la partie supérieure de l'un des côt(s de cet+e entrée pour r..mnc1une auantitc réglée de co";bl.lti01e dans le courante grande vi.tesse d'air prp-réchc1Uff' passant par cettr entrée. Des calibres d'orifice E6¯ sont places dans les conduits d'Men^e d'air 152 et 157 pour faciliter la mesure et le e r 1¯¯e des débits d'air.
Le type de construction du foyer cyclone représenté sur les figures 24 à 28 permet de brûler efficacement du comhrs-
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tible de la nu,a.lit décrite, en service continu sur une ;m im.e de charges étendue et à des taux -lev-s de d'a?cr.nt ri.., la chaleur, avec un faible pourcentage seulement c"air en excès, sans entra2ne¯.ent, sinon en ouantiips très faibles, de charbon non brûlé de la chambre du foyer cyclone, et avec séparation à 1-1-t,it fondu d'un pourcentage ^lev de 1^ teneur en cendres du combustible, avant que les produits gazeux de la combustion ne quittent la chambre.
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En service, on commence par chauffer pra1¯^b1P nnt le foyer par un brûleur à huile ou à gaz nui v est introduit tem-
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porairement.
On règle alors les arrivées de combustible et d'air pour obtenir un mélange de particules de combustible et d'air primaire qui est refoule à une grande vitesse à travers l'entrée 133, et on envoie un flux d'air secondaire à grande vitesse dans l'une des entrées d'air secondaire 127 et 124 ou dans toutes les deux. La quantité totale d'air fournie est
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en quelque sorte directement proportionnée à la 1t1?nt.it de combustible admise dans le foyer, le rapport co"'bustible-"'ir 'maintenu
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étant tel que la quantité d'air envoyée n'excède pas la auan- tité théoriquement nécessaire d'air comburant de plus de 20 ! environ, et ne la, dépasse de préférence que de moins de 15%.
On peut faire varier le rapport air-combustible dans une certaine mesure, vu qu'un rapport correspondant à un lger excès d'air est habituellement désirable aux fortes allures de la combus- tion pour augmenter la température adiabatinue de la chambre de combustion et faciliter la coulée des scories. A peu près un tiers de la quantité d'air fournie est déchargée dans l'en- trée d'pir primaire 122.
Par suite de l'arrivée de combustible par le tuyau 90 à la partie supérieure de l'entrée 122 et de la grande vitesse de l'air passant au travers de cette entrée, la décharge de celle-ci dans la chambre de combustion consis- te généralement en un mélange intime de combustible et d'air par la partie supérieure de 1'entrée et en air comburant pour ainsi dire propre par la partie inférieure.
Le courant entrant d'air primaire et de combustible est dirige horizontament le long de la section en spirale de la paroi circonférentielle de la chambre de combustion.
Les fines du mélange de combustible s'enflamment presque immé- diatement à leur entrée, et la combustion des fines provoque l'inflammation et la combustion des particules de combustible plus grosses lorsqu'iltourbillonne autour de l'extrémité su- périeure de la chambre de combustion en une nappe ou pelli- cule le long de la paroi circonférentielle. Par suite de la disposition du goulot de décharge, de l'action de la pesan- teur et de l'introduction tangentielle continue du flux de combustible et d'air primaire, le courant de particules de combustible en ignition, d'air et de produits de la combustion suit un parcours hélicoïdal de haut en bas le long de la paroi circonférentielle.
La combustion rapide des particules de com- bustibl.e a. pour effet de dégager facilement leur teneur en cendre, et par suite de la force centrifuge qui y est exercée, la rendre dégagée est déposée sur les parois de la chambre de combustion, et particulièrement la paroi circonférentielle; et y forme une mince couche ou pellicule de cendres ou de scories fondues, qui adhère à la surface réfractaire des parois et constitue une surface visqueuse à laquelle adhèrent les particules de combustible, particulièrerent les particules de combustible les plus grosses du courpnt tourbillonnant de combustible et d'air pour y achever leur combustion.
Le degré de combustion des particules de combustible retenues sur les parois de la chambre de combustion est notablement augmen- té par l'action de friction de l'air qui vient en contact avec elles. L'emploi d'air primaire préalablement réchauffé est particulièrement désirable pour faciliter l'inflammation du combustible à son entrée. Dans un foyer cyclone construit et disposé comme le montrent les figures 24 à 28 il est .estimé essentiel pour l'efficacité du fonctionnement d'introduire toujours le courant de combustible et d'air primaire dans la. chambre de combustion en un point au-dessus du niveau des entrées d'air secondaire.
L'air secondaire pénètre dans la chambre de combus- tion par les entrées 123 et 124 dans la même direction angu- laire et à une vitesse élevée, du même ordre-que celle du courant tourbillonnant d'air primaire et de combustible. Le flux d'air secondaire se mélange intimement avec le flux de combustible en ignition, d'air primaire et de produits de la combustion et descend conjointement avec celui-ci en suivant un parcours hélicoïdal. La combustion des particules de combustible restant en suspension approche de sa fin lorsque le courant de tourbillonnement atteint le fond de la chambre ..de combustion 28.
En ce point, par suite de la disposition et
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de la configuration du goulot 60, le courant tourbillonnant est force de se mouvoir vers l'intrieur et de h-ut en 1==s nour
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arriver à la sortie des gaz à travers le goulot. Ce renverse-
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ment axial relativement brusque de lui direction ni) 1110l1ve-' (')1 du
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courant a pour effet de projeter hors du. courant tourbillonnant
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les particules de cendre et de scorie en suspension et dp les déposer sur le fond de la cha:bre de co,"11Jstlon autour du goulot.
Toutes les particules de combustible incom-olptement brûlées se séparent des gaz dans cette zone de rpnvprs-pnt du flux, par suite de Inaction do 1 pesanteur et lie l'inertie "t restent dans la poche annulaire 61, soit n^rt3 cll¯= nt. ,nrob'es dans la surface de scorie de celle-ci soit pntr.n'"ps autour de la poche par les gaz tourbillonnants ,jusri;'1 ce 0118 la tot2lit? de la teneur en combustible soit CC'I"':::ll et "lJP. tOl1te 1a teneur en cendre soit d2gpe. L'1 disposition ne l'orifice de vidange des scories ee dans le goulot au-dessus du fond de 1" poche assure la formation d'une couche de scorie en cet endroit Quelles nue soient les conditions de r,rche.
Le r ySte"cnt r'e scories sur les parois de la ch'"1"'bru (le combustion ptteint une épaisseur d'fguilibrq oui dépend des valeurs rol"t.iv0s 0'" 1 température de la paroi de la ché':'.,bro de co"bustion, de 1"' température de fusion des cendres, de 1"1 te'.'p/.r.'t11rp "'O,rpnnn de la chambre de combustion et de la vitesse du courant de gaz en contact. Le d4pôt de nu-nti-(,,s supplémentaires de scories provonue 1 coule-,- ont de la scorie de haut en bas le 1-ons des parois de la chambre de combustion jusque sur le fond de cette dernière. La scorie fondue nui s'2ccuule sur le fond de la chq7bre de combustion se diverse par 1'orifice dp coulée 6F< dans la chambre de combustion secondaire 1"1 0', elle s'':'coule de haut en bas jusnu'à la sole d'o', elle est r"vc1.1f.e par l'orifice de d2ch"'rge 14?.
Les gaz de co'.'b1Jstj on descendent par 7¯'orifice de sortie des gaz 62 dans la cha'-bre de combustion second8ire, y tournent en rond et s'en échappent par la sortie l7 et la galerie 178 pour se rendre dns le carneau 145 de la cheyin0e.
La position relative des entrées dliir or.f-ri.re et
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combustible et d'nir secondaire dons le foyer-cyclone des
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figures z4 à 29 est pDrticulireent avantageuse pour r^dvire au ini'l1u.'!\ les agglomérations-dé scories sur 1'1 pproi circon- férentielle en des points oiv. elles gêneraient l'enti e du com- bustible ou de l'air. Si le flux d'air et de combustible prn- tre dans la ch? 'bre de combustion tangentielle nt â une sec- tion de paroi en for'..1e de spirale s''tend^nt circonfrent3l.le- ment sur une distance notable, les courants entrants ont 1¯a possibilité de se ccnfondre gradur11(-@--Pnt avec les gP 7 Or:; cor- bustion tourbillonnants avant d'entrer en contact intime nvec la scorie descendante.
Seules les entrées d'=5r secondaire occupent des positions 0'\ il y une certaine tendance à flo for- mation de croûtes de scories à proxiit( Au point d'entrée.
Toute for.rtion de ce genre peut être rapide ont 8n1pvp, S0DS au'il soit nécessaire d'arrêter le feu, en r'Pi,ijsni;t ou en cou- pant ;:lO'rent,'1n;'lent l'arrivée d'ir seconè'1ir.' par l'entrée en- do1=..a>gfe et en envoyant 1a totalité èe l'0ir secondaire pr 1'=1;- tre entrée.De cette façon, toute pccu'ulption dq scories lu niveau ou à proxiTit, du niveau de l'entre fer"..':o spr. rpiàe- ent fondue et ainsi fliine. La position relative du ciel garni de réfractaire de 1'1 ch-, bre de co-vsti8n 0A par rapport à l'entrée de combustible assure le maintien 'une 11"1)t" tempé- rature de combustion dans la, zone d''entrée due 1 ch .1'r de combustion et pnr conspuent l'absence d''"g;'lomrations coi,le dans cette région et p2rticulir 'ent sur le bore! -rr:i È.r de
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l'entrée de combustible.
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De préférence, on donne encore au diamètre et à la longueur de l@ chambre de combustion, eu diamètre minimum. du goulot et à la longueur dece dérnier s'étendant à. l'intérieur
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de la chambre de combustion, les dimensions relatives indiquées ci-dessus en se reportent à la figure 10 des dessins.
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Les chiffres ci-dessous, donnés unïcuement à titre d'exemple, d'une période de marche d'essai de l'installation expérimentale des figures 24 à 29 représentent les conditions typiques qui peuvent êtres maintenues dans l'installation.
Le combustible brûlé était'du charbon n .8 de l'ohio réduit aux dimensions suivantes: 85,9% passant à travers un tamis à maillés n . 4
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5y 4g fi " rt 11 no. 10 24,1%" 1, " fi "no. 30 16,8% 1, " " nul. 50 10,8% il " " " n .100 6 7, Il rr " "nô.200 Une analyse approximative du charbon accusait: ratières volatiles 38,2%
Carbone fixé 49,4 Cendre ............................ 18,4%
Humidité (après séchage)............ 3,3%
Puissance calorifique (état sec) 13.020 B. th.u/livre.
L'analyse des cendres montrait une température de
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déformation initiale de 2120 F', une temptrature de ramollisse- .ment de 2210 F et une température de fluidité de 2430 F. Le charbon @tait brûlé à raison de 2280 livres par heure, avec un excès d'air de 19.5%. La quantité totale d'air fourni était de 25. 700 livres par heure dont 26.85% étaient envoyés comme air primaire et 73.15% comme air secondaire par les deux arrivées d'air secondaire. La vitesse de l'air à travers l'entrée de l'air primaire était de 21.000 pieds par minute et à tra.vers les entrées d'air secondaire de 22.000 pieds par minute.
La vitesse moyenne des gaz évacués à travers le goulot 60 tait, d'après les calculs, de 30.350pieds par minute. L'air était
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envoya à à ln température de 290 F et la température de la cham- bre de combustion était approximativement de 3200 F. La puis*: sance calorifique développée était de 1. 087.000 B. th.u. par pied cube du volume de la chambre de combustion et par heure.
Environ 9?;''de la teneur en cendres du combustible étaient enle- vés à l'état de scorie fondue et reconnus comme pratiquement débarrassés de matières combustibles.
On peut considérer comme bonnes les conditions de
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fonctionne-'''ent qui donnent lieu à la présence de 16 à 17, de C02 sans formation de scorie ni coke autour des entrées de la cha@bre de combustion, à un courant continu de scories à tra- . vers l'orifice d'évacuation des cendres 63 et à une combustion stable dans la cahmbre de combustion.
Dans la forme de construction représentée sur les figures 24 à 28, fonctionnant comme il a été décrit, la longueur du parcours hélicoïdal du combustible et de l'air dans
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son "'0UVf'm'-'nt descendant à l'int'rieur de la chambre de combus- tion est à. peu près la -'ême à. toutes les allures de fonctionne- nient et est approximative'ent la longueur maximura qu'on peut obtenir dans une telle chambre de combustion.
Toutefois, on a trouva qu'on peut obtenir de meilleures conditions de fonction-
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reent G-'ntre de larges limites de l'allure de la combustion, si
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on fait varier suivant l' GII1JrüGe la. combustion le point d'entr'e du combustible et par conséeuent Ip longueur du pprcoiirs - Ilin- térieur de la ch:ebre de co¯-bi,sticn avant d'atteindre- l sortie des gaz., en abaissant le point d'entr'e du cc rnsti?-;7¯e lorsque l'allure de la co"1:>1JstioYl diminue. Les "eillaurs r"svl.t=ts sont obtenus par cette façon de procrder, 10rSr111' peu pr'.s 1- totalit^ de l'air second'''ire fourni est ad vise PJ1¯r1pSS01JS du nivenu du point d'entrée du combustible.
Les figures 310 à 72 rsprJsentEn1:une vr1rL"ntr; 3U rlis- positif d'alimentation de combustible 0:' le co"bust1b1e peut être ^¯en= à l'une ou l'autre ou plusieurs 1¯u i.èrns, su nombre d- trois. Dans lp fore de construction représentée un distributeur à trois voies 167 iront' dans le tuvau d'lj"0n+",- tion de combustible 90 permet de diviser le flux de combusti- ble entre trois tuyaux sf;é1rfs lES, 169 et 170 COlv'I1.'j sprt aux parois des coc'partin'Ients d'entr^e 1?Q, li:7. et 134., respec- tive ent. L'''dllÍssion de charbon, aux conduits individuels peut être rgle séparwent pr des clapets art.ici=l's inAjvi- duels 171, cornue c'est reçrésen,t<5 sur 1s figurn :2, àe fcon 0ue le charbon puisse être a 'en±, dans 1¯'une ou ,le cl' trois lumières iso14r>ent, ou en même te:-.,,3Ds d8YlS doux quelconques nE' ces lumières ou dans les trois.
Li largeur effective de CPC1m0 des lumières peut être r/glfe s0ppr 'ent p."r un r=1iistrr -cl"'t articula 17S sew,bl.,ble aux registres 1<:''.'' , le'1. rrr sr¯.n; --' sur la figure S6 et susceptibles d'un ?j1Jste'''"nt indépendant, pour couper 1 arrivée d'air pe.r le lumière.
La disposition représentée sur les figures ?'0 ?0 a permis d'obtenir un ionctionne-ent vantrm?x des r> '.1 ures de combustion plèvres lorsql3'on refoulait 'Le co" bl.isti1Jl<o' et l'2ir à travers le to'tÉlitr' 1 des lumières, ou s81Jle'ent tra- vers la lumière supérieure, en fé1iSnnt passer Un1('1.1(" "ot 0P l'ç ir à travers la lu"''i='re ^'di^ne et la 1.v-.14re inf,rj.s'l1.1"p; :'>11Y, allures interrrpdÜ'ires lorscu'on refoulnit le combustible et l'air à. travers la lv<1":re supérieure 1?2 et 1." 11.1" ier"! .."ii>ne 187, ou à travers la lumière médiane se1.11.::;
'f?nt, en fer--^nt alors la lumière supérieure et en faisant passer duo 11-ir secondaire par la lumière inférieure 1<:,. et aux basses allu- res de combustion lorsqu'on déchargeait la totalité'' du CO"'r-'1S- tible et de l'air par la lumière inférieure 14 et au'on fermait la. lumière supérieure et la lumière 'dir'ne. Il est extrÀ"1e"'ent désirable que lorsoue le combustible est en^ unique 'ent par li 1m1ière rediane ou la lumière inférieures l'air ne suisse être 8T1enr par l'une ou l'autre lumière situ/e 11-rles.sl1s.
Lors d'une rip.rche d'essai o" la tctrlit de 1'air et du charbon du genre décrit tait envoyée à travers la lvr.13>re inférieure tandis que les lumières supérieure et -^,ovenne étaient complètement ferr,es, le charbon fbit i-1'.'en' ? 1'''ll1.1- re de 480 livres par heure avec un excès 1'.mir due :O,E9. La fourniture totale d'air à 5550 livres par heure était fite par la lumière inférieure à une vitesse de lO. 000 pieds par, minute à travers cette section, et une ter n'r^ture r7r- ?7(:F.
La. température de 1s ch?¯rbr-¯¯, de combustion (1 tEr"'i.n' nnr un pY1'o!'iètre optirue /tLi t de P3bb F et 1 puissance r.lortfi 1i110 développée de 226.800 B.th.u. n-r pd cube d11 vo11Jfrp dr la ch; :r.bre de combustion et par heure. La scorie s''"coulait li- brerent dans la ch"''''br8 de combustion seccnd"j rc' et les con- ditions de fonctionne'"'ent étaient bonnes. Les cRV)r"rps volantes s'élevaient à 1,2:, de la quantité de com1mstir,l.p' 2VPC une te- ner en carbone de 75%.
Les figures F à a6 représentent une ch<'uc1i?,rp h ctr- culation naturelle l'1odifie pour être chauffée par une s'T'1.r.:; de
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A
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foyers cyclones 6 du type de construction général décrit ci- dessus avec référence aux figures 24'à 28. La chaudière est du type Babcock & Wilcox comportant des faisceaux de tubes vaporisants inclinés sur l'horizontale 67 et 68 avec un sur- chauffeur 173 intercalé entre eux.
Les faisceaux de tubes se déchargent dans des collecteurs d'extrémité et les tubes de circulation dans un corps cylindrique à vapeur et eau 66 d'où la vapeur est envoyée au surchauff eur. Sous les faisceaux tu- bulaires est disposée une rangée de tubes constituant écran de scories 86 recourbas de façon à former une disposition à gradins en quinconce et s'étendant entre un collecteur 77 et un collecteur 87 convenablement raccordés au corps cylin- drioue 66. Les tubes de l'écran de scorie séparent les faisceaux principaux de tubes vaporisants d'une chambre de combustion se- condaire 75 à réfrigération par ¯circulation de fluide. Le cham- bre 75 comporte un prolongement latéral 174 dans lequel se dé- chargent les foyers-cyclones 6.
Le ciel du prolongement 174 de la chambre de combustion est constitué par une rangée de tu- bes d'eau 175 descendant du collecteur 77 le long de la paroi de la chambre de combustion et s'étendant latéralement jusqu'à un collecteur 78, certaines parties dès tubes 175 étant recour- bées pour ménager l'ouverture du goulot des foyers cyclones. Une rangée de tubes d'eau inclinés 176 recouverts de blocs, cons- titue la sole du prolongement 174 de la chambre de combustion pour permettre à la scorie qui s'y est déposée de s'écouler de haut en bas dans la fosse à cendres 85 de la chambre de combus- tion 75.
Comme c'est représenté sur les figures 34 à 56, la paroi circonférentielle de chaque chambre de combustion de foyer-cyclone est à réfrigération par circulation de fluide, dans une rangée circulaire de tubes d'eau verticaux 177 dont les extraites supérieures et inférieures sont raccordées à des collecteurs annulaires 178 et 179 respectivement. Les tubes de refroidissement de la chambre de combustion à foyer cyclone sont reliés au système de circulation de la chaudière par des tubes 180 raccordant le collecteur 178 au collecteur 77 d.e l'écran de scorie et par un tube de descente 181 relié au collecteur 179.
On emploie pour la section correspondant au goulot et pour le ciel, un circuit de fluide réfrigérant séparé, consistant en des serpentins tubulaires relias en série 182 et 183 également raccordés au système de circulation de la chau- dière. Dans chaque foyer centrifuge les lumières à combusti- ble et air sont indiquées en 122, 123 et 124 et la sortie des scories en 63.
Dans une installation ainsi construiteet disposée, on peut brûler des combustibles du genre indidu en développant une puissance calorifique considérable dans chacun des foyers cyclones, com@e c'est décrit ci-dessus, les gaz de chauffe engendras s'échappant par les goulots de fond 60 et de là laté- rale@ent par les prolongements 174 des chambres de combustion et ensuite de bas en haut à travers la cha@bre de combustion 75 pour arriver au contact des faisceaux de tubes vaporisants.
La scorie séparée dans chaque foyer cyclone se dépose sur la paroi circonf@rentielle de ce dernier et s'écoule de haut en bas vers la sortie des scories 63 d'on elle tombe sur les tubes de sole 176 qui la déchargent dans la fosse à cendres 85.,
La forme de construction représentée sur les figures 33 à 36, contre une disposition avantageuse de foyers cyclones pouvant être appliquée à une chaudière à vapeur existante. En raison de la quantité relativement négligeable de cendres en suspension dans les gaz s'élevant dans la chambre de combustion secondaire 75, on peut réduire les dirensions de cette chambre lorsqu'il s'agit une installation entièrement @ nouvelle.
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Dans les variantes représentas Hur 1 <,;; i'i >;iirr;s :/7 à 44, l'endroit 0") se fit 1';:él.:.issi.Jn dl' combustible c"t ('1'.,:11' co...hvr.7nt ernp1oy(', peut varier suivant li 1Y1.;t,';11r r:" i¯- C'l''''1- bre de co..>busti.on, volonté, ce nui prwat, r-'-I(,r 1."' loin- gueux du parcours du flux d'air et de combustible < <.n1.i, ;xt d-ris la chambre de combustion suivant le?;. elY)1ç't:> =.1-t:< rr- c1 '1>i du co":lJU5tih1e P<1 .is ov toute -.vt.r.e condition rip, fO':1ctiCllYlrc"t
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variable.
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Dans la variante représentée sur les figure"-' ':7 Q ±.m, le point d'entrée du co'bustibLc et 1, hl;t"r utilp r1',mn soc- ticn- d'entrée à travers 1^^velle le ftiix J". cC'" 1)1;rJhlr:: ot 1" 1- pénètre dans 1". ch'Libre ne co'r)1)stion, ?ont CO'" "pC:' Si'.11'lt',- n..'rrent, les positions relatives du cour-nt 0.:: co "'wsti1>lp F d''ir entrant "tmnt les '"'ê''"es 2ur toute 1;:- "" "'"t:> ri" ["''m'.
Dnns ce but, on "'onte firns un CC'YlC;ll.lt ri'e2lt-,r .' 1¯S', nl1i .S' t.i'1r1 à l'intrrieur ri: la- rninurc d'entr,'e l') 1 sur trufr. l;"1 l.(l'1(l"'l'r et c'ui reçoit de 1'-!ir cl1..-'ud d'un conduit r?ro'"'ri''', un tube fixe à bout ouvert 185, inclin' sur 1¯ verticale, à 1.'i¯nt'ricvr dvc;uel est (1iSDOS( concentrique 'J;mt un tuv-i) v co r,.isti'1^ fixé 136 dont l'extr'-it, supérieure est rpccord'''= ''i un t.l;',T"11 ce"li- mantation de combustible 80. Un espace <,nnu1."1.1"0 est ..1-m,=,' D- tre les tuyaux 185 et 186 et ceux-ci se t0Y"inpnt 11 SO-Mat di; conduit 184 en un point ov se trouve un orifice tvoc hri (1 187.
L'eSpéL,ÇG -nnul-nire sert à recevoir un irolon.e.iir't tlescon?''t du conduit combustible 136, consist"nt en un ti,v'u à bout ouvert 1'38 qui entoure le tuvev 13E' et est pourvu d'une nuire d'ailettes de guidage 1,-t-r,les 139 s'r,jvst;1=, 0g0S des r'Í'1ur0s de guidage 190 inclinées sur 1; verticale N^ns les mrois en regard du conduit 184. ine tube 155 est. lg7¯eent ourvl., de rai- nures de guidnse semblables 191 oui sont les prolongements des rainures 190. Le tuyau 188 est pourvu sur les rillettes 180 d'une pnire de tiges a.justables 192 s'/ten<1:>nt 4p bps en hut cinns les rainures 191 et susceptiblesd'être n,,enf*e7 lon5¯tllc?i- nalement dans différentes positions rjpr rapport Pu ,tube lys5 o'. elles peuvent être maintenues prr des w'nc^ons ?vec vis de ser- ra.ge 19?.
Le sens du pprcours de Ilpir dnns le condiilt 184 est indioue par la. flèche sur la figure î'l et le tuypu. 188 est incliné de telle r:lanière nue son extr-,7jitr infrieure précède son extrémité supérieure dans le sens du. j)rC'nnr:3 de zip.
L'extr-m.it= inférieure du tuy-u 188 est pourvue ='un prolongement de section réduite 194 pour recevoir PiflrXran1;s types de palettes à combustible. La p?lette 195 r'3pr"sent(e
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s'est avérée particulièrement efficace en service pour
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assurer une répartition désarticules de combustible descendan- tes sur une notable partie de li hauteur du conduit 184 et elle est constituée par un ronchon 196 s'rdrptant svr le prolonge- ment de tuyau 194 et une 1<'11"e 197 se rftrlcissmnt de h'11.1t en bas, 0u'on obtient en découpant entièrement le '"'1nc}1oll 3. l'exception d'un étroit secteur de S2 paroi sur s" fC8 externe.
Da.ns l'appareil décrit, le courant ..le articules e combustible descend par les tuyaux 90 et 186 cl'lns le tuypu 18,9.
La quantité de combustible pmenfe est nor'r1.le"''nt i''lS11fjis'Clte
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pour remplir toute la section transversale (le ces tuyaux et le
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courant de combustible tend 3 se concentrer le long de li, paroi du tuyau 188 tournée du côté de l'irriv-le du flux <5 ':- 1>J 1 ;';rnr:;
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vitesse. Le courant descendant de combustible tend 1 se pro-
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longer vers le bas le long de 1" face concave de la languette 197, mais il est soumis à l'action du courant d'air nui nasse autour des c8t,-Is et en-dessous due la 1':nu':tte. Le tuyau 188 et les ailettes 189 qui y sont fixées agissent co 1'p un clapet ou registre dans le conduit 184, pour concpntrer le flux n'''Í1' qui le traverse, dans la partie du conduit située en-dessous ,10S ailettes.
Le tuyau 188 est rA0rsent( d''ns s position 1 :;1.vs
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basse, où. il sera normalement placé lorsque le foyer fonctionnera aux plus faibles allures pour lesquelles il est calcula. Lorsqu'on soulevé le tuyau 188 pour fonctionner à des a.llures,4Àhx'*élçvéés, un plus grnnd pourcentage d'air passe en-dessous de la lame 197. En comparaison de la partie du courant d'air passant autour et immé-
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diatenent en-dessous de 1 lame et agissant comme air primaire, le restant du flux d'air est relativement pur et est propre à servir d'air secondaire.
Lors d'un essai de 24 heures d'un foyer cyclone avec brûleur à combustible tel que celui reprsent sur les figures 37 à 40, appliqué à une installation similaire à. celle des figures 34 a 29, on avait brûle du charbon de Kinca.id dont l'analyse
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accusait aP.f1rOXi'11stive:"ent: ratières volatiles................. 39,7% Carbone fixe 43,2% Cendres ........................... 17,1% Humidité (à la mise à feu)......... 11,4 Puissance calorifique à la mise à feu 10.300 B. th.u.par livre.
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Le conbustible --t2it réduit aux dimensions suivantes: 100 ,1 passant à travers le tamis a mailles N . 4 81,2' Ir Il !1 n N . 10 7 2 Il Il Il Il No 30 21,2" " " 1i1 . 50 10 9" " n !1 n N .100 5.7/ n Il fi fi ?.200 Lorsqu'on fit l'analyse des cendres on trouva vne temp(r?tur8 de d'for'nation initiale de 1900 F, une température de rnol7¯isse ent de 20600F et une ter:.p'ré1tur8 de fluiditr, de 2"-)nocif.
Le charbon ;;1 sV brûlé à raison de 3448 livres pa.r heure en 8"'ploynnt un excès d'air de 6,4;. La vitesse de l'air à travers l'entrée d'air -tf'it de 18.300 pds/min. et à travers le goulot de 8?100 pds/W.in. la température de l'air à son entrée dans la C!1?r'bre de combustion :?t:>nt de 442 F. La cendre recouvrée par les trous à scorie de la.chambre de combustion secondaire et la. galerie s Elevait à 95,e;a de 1a teneur de cendre du charbon. Les analyses des gaz de cerneau accusaient en moyenne 17,31 de C02,
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1,38'( de OH et 0% de CO. Les conditions de fonctionnement pendant et à la fin de l'essai Etaient bonnes, et la seule accumulation d:"!1s la chr'"ibre de coYnbustion était constituée par une mince couche de scorie sur les parois de la chambré de combustion.
Dans la variante de brûleur représentée sur les figures 41 à 44, on peut faire varier séparaient le point où se fait l'entrée du courant de combustible dans le conduit 184 et par conspuent dans la chambre de combustion, et la hauteur effective de la nappe d'.=ir sortant du conduit. Dans cette disposition, le tuyau à combustible 90 est pourvu d'un prolongèrent vertical
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198 log dns une enveloppe rectangulaire 199, qui est montn'e sur le côté du conduit 184 et s''-tend. au-dessus de celui-ci. Un tuyau mobile 200 est 4galectent log' dins la partie inférieure de l'en- veloppe 199 et peut glisser sur l'extrc¯::it inférieure du prolon- ge'" eut 198 qui s'y emboîte.
L'extr"=1it' inférieure du tuyau 300 s' 'tend . de hetut en bas latéralement CO!11J1le c' est indinvA en 201 et porte une plaque de guidage verticale 202 devant son extrémité de décharge. La plaque de guidage 202 est disposée dans des rainures verticales 203 établies dans le côté du conduit 184.
On peut élever et abaisser le conduit 184 au moyen du volant de manoeuvre 204 agissant par l'intermédiaire d'un pignon 205 et
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d'une errïnaillëre 206 établie sur le côté du tuyau. Par cette - disposition on peut régler verticalement la. position du tuyau
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dans l'enveloppe 1S3 pour faire varier la position de 1" décharge ROI par rapport au conduit t 13"1, q travers lequel un courant d';Ji¯r à grande vitesse est envoya dans 1 direction Inrlir1]0 par lp flèche sur la figura 44. La hauteur effective il1) courant d'air dans le conduit 184 est r"glfe par un rjtr0 P07 .>,ont/ dans des rainures de guidage r,"'''21'e', (a¯lYIS les c8t,-es du conduit 1"::^idi^tf3¯?nt e27 avant du point 00 se fait 1'entrée l1u co>1>ustible.
On peut régler la position du registre dns le sens vertical au d'une. tige S08 dont il est pourvu -3 son extra ,it:' su;) rieure. On peut déplacer le registre et Lp ti e longitudinëlecent et les ê12intanir 4:,ns toute l'osition nrsi1"'e nii ,oye-ri d'un M;anchon t2.r^ud e0 entourant 1 5.;gr# et r"nsr,nt sur l'extr'"it de piques 1¯t'rles 12 s "'tendant cntrn ses colonnes S10 qui constituent les proLonge".m1-+.s 11('S r=Iniirps. ne guidage du rmg;istre, et nu 'O,en (1 '1.1n" irl :; <1<. serT''p '1.i¯ """ur fixer le 'ronchon 1,' tige.
Ppr cette ôisposition, on peut placer 1';p<tr<"It.' d' décharge du tuyau sou 0."[15 la position voulue suivut le (lr;±1r de COT7SOh" tlQn du combustible et on peiil. r'p'ier 1? ,1o,;itinn du registre 207 d'une '1""HÜèrr:: correspondante de f-ccn nU'1¯Z se trouve norji;7le,ient dons une position 0"1 son extr''''i t' inférieure se termine lÉgµre<."ent. >1J-6essvs de lextr'-it sur "ri cure dp 1'' sortie de combustible du tuynu ?0i>, co")"e c'Pst 1=1,'F.r.v sur la figure 41. Le flux d' ^ir a grnd= vitesse refoulez travers le conduit 184 en-dessous du registre P07 saisit les N^rti^nles de combustible d chrges #^r la sortie du t11vn1.: nG0 pt les d'c1-l',rge Q2.ns le Cl1A'.bre de CO'"hl1sti.on.
Co,.,."on ':on::; l'instl10t:iOYl de brûleur représentée sur les fjgures 7 1 8 4'J, In p"'rti'" 311,,/rieure du courant d'air agit comme pir priir0, t.^nr'i, ou? 1? partie inférieure constitue en r/",lit,( 1-'air seconrfire.
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REVENDICATIONS ---------------------------
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1) Appareil de co' ?,usti on )r'o')rp brûler un charbon granulaire, gros ou dervi-lrs ou outre combustible solide cen- dreux si''1il;oire, c2"r8ct,:'risf. par une Ch'.'11'1bre de combustion de section transversale circulaire ou se=1sibl¯c...?n circulaire pourvue d'une surface interne exposée rffract?ire, un dispositif pour refroidir ppr circulation de fluide la paroi e'i¯rconfren- tielle de le ch^.^.bre de combustion, une scrtie pour les CP7 de combustion à 1'une des extr;':ci t/s de la ch=m-bre et un dispositif établi pour introduire, à une grande vitesse, un rnrbnge d'i.r et de, combustible entraîne et, entre l'entre de ce .fl.i>nge et la sortie des gaz, une dU2ntit0 suppl-'r-,ent-ire d'ai.r pour la combustion, de telle façon nue le flux (le combustible et d'rir se :+eLit hlicoïd,Üe'nent et une grande vitesse ::
1ngulri1'e le long de la paroi circonfrentielle de ln chambre de combustion. vers la. sortie, la disposition étant telle Pulen service normal
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la scorie dégagée du conbustible en ignition se dépose sur
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cette paroi à l'0t2t fondu pour forcer une surface visqueuse à laquelle adhèrent les particules de co,WL,stib2e, ces parti- cules étant alors balayées par les ga tourbillonnants tandis que la scorie fondue s'/coule vers la sole (,le 1; cllr"brc de
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combustion d'où elle est retirée.
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2) Appareil dp combustion suivant la revendication 1, Caractérise en ce au'une entrée longue et étroite tour loir et le mélange d'air et de combustible entr5¯n s'étend 10n1- tudinalement par rapport à 13 chambre de combustion et tngen- tielle"ent ou pour ainsi dire tnngentieller-ent q la paroi cir-
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conférentielle de cette dernière.
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fI-
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3) Appareil de combustion suivant la revendication 2, caractérisé par un dispositif susceptible de contrôler la ré- gion où le flux d'air et de combustible entraîné pénètre dans la chambre par l'entrée et un dispositif susceptible de neutra- liser une partie de l'entrée sur le côté de cette région opposé à la sortie.
4) Appareil de combustion suivant la revendication 1, caractérisa par un groupe d'entrées longues et étroites s'éten- dant longitudinalement par rapport à la chambre et tangentielle- ment ou à peu près tangentiellement à la paroi circonférentielle de la chambre de combustion, un dispositif pour régler séparé- ment l'admission de l'air à chacune des entrées et un disposi- tif pour amener le combustible à l'entrée la plus éloignée de la sortie.
5) Appareil de combustion suivant la revendication 1, caractérisa par une entrée pour l'air et le combustible entraînp et entre cette entrée et la sortie une entrée unique tangentiel- le ou nuasi tangentielle à la paroi circonférentielle de la chambre de combustion et susceptible d'introduire la totalité ou peu près la totalité de l'air comburant autre que celui qui passe par centrée de combustible et d'air.
6) Appareil de combustion propre à brûler du charbon granulaire gras ou demi-gras, ou autre combustible similaire cendrevx, caractérisé par une chambre de combustion de section transversale circulaire ou nuasi circulaire et pourvue d'une surface interne exposée réfractaire, un dispositif pour re- froidir par circulation d'un fluide la paroi circonférentielle de la chambre, une sortie pour les gaz de combustion à une extraite de la chambre, et un dispositif, comportant une en- trée, du côté opposé à la sortie, pour l'introduction d'air et de combustible entraîné et au moins une entrée, plus près de la sortie, pour l'introduction d'nir seul ou d'air et de com- bustible entraîné, et aménagé pour fournir l'air.
et le combus- tible à grande vitesse de telle @anière que le flux d'air et de combustible se meut hélicoïdalement et à une grande vitesse an- gulaire le long de la. paroi circonférentielle de la chambre de combustion vers la sortie, la. disposition étant telle ou'en service normal, la scorie dégagée du combustible en ignition se dépose sur cette paroi à l'état fondu pour former une surface visqueuse à laquelle adhèrent les particules de combustible et d'où elles sont balnyées par les gaz tourbillonnants,la scorie fondue s'écoulant vers le fond de la chambre d'ou elle est retirée.
7) Appareil de combustion suivant la revendication 6 caractérisé en ce que des dispositifs sont utilisés pour con- trôler séparément l'admission d'air à chaque entrée.
8) Appareil de combustion suivant la revendication 6, caractérisé en ce nue l'air et le combustible peuvent être envoyés dans une entrée située plus près de la sortie, sans que de l'air et du combustible ou de l'air seul" soient envoyés. dans l'une ou l'autre entrée plus éloignée de la. sortie.
9) Appareil de combustion suivant l'une ou l'autre des revendications précédentes, caractérisa en ce oue la paroi cir- conférentielle de la chambre de combustion comporte une partie ou des pa.rties en forme de spirale auxquelles l'entrée ou les entrées est ou sont tangentielles ou pour ainsi dire tangen- tielles.
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10) Appareil de combustion suivant 1-'vnr- on 7¯':'l,tr des revendications pI' 'cÂc1.entes, c2r"ct/risf en ce riu'un serpentin tubulaire pour 1"' circulation du fluide r/fri.#'r"nt î^it par- tie de la paroi circonfr'rentiel1e ce la cb'"''bre de CO"'11'itj 011 p.t qu'une entrée est for':/e par deux groupes ,.1", coudes ? µ 1.'Rn disposas en un "'ê1'1e alignement <? n.x le serpentin t.'L1\111"i.r" 10
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part et d'autre de 1''entrée.
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11) Appareil de combustion suivant l'une ou l'autre (1ns revendications 1 à 9, C^r"Ct riS' en ce r'1Jp des tubes nour 1''' circulation du fluide r fri'rrnt, 1< 1>g>nt. partie de 1,... paroi circonf,"rentis1ls de In ch,o,'br8 sont dispos"s en "'1"117: groupes
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s'étendant de part et d'autre d'un collecteur longitudinal 'our
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se raccorder respectivement à deux collecteurs ionj,1¯tu."im=i=x situes de p"rt et d'autres d'une entrée.
12) Appareil de combustion suivr-nt l,'U1îp. ou loutre des revendications 1 à (j, c2r;ct/ris,' en ce 1Y' les tubes pour la circulation du fluide rJfrig'rnt mt f2is"'nt partie da lp prroi circonf/'rentÜÜle de 1? ch,¯bre de CO '"hl1stlcn s' 'tC!10ent longitudinalewnt entre des collecteurs situas oS ""x "!xtr/"-1. t.J
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de la chambre.
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17) Appareil de co lbustion suivant les r6 TT>='r='5c?+i¯mns 1 ou 5, caractérisa en ce nue la chn bro Or:, co'bustion co'nort8 une partie principale et, à l'e:trlit'' c"'" c<-1.le-ci opros-'f l la sortie des gaz de co'' bustion, une partie de r1i,.,...tr(' réduit constituant une chambre d'admission du combustible.
14) Appareil de co"'brJtic1n sv1v'"'nt 1" revc'ni.'"!-'!" 1:', c:'èr;:ct.!ris en ce nlJ'l1DA entrée Q n(11.11' le CC"';,itil'.1 0t l'air est susceptible 4<-, (1 !c:1.r1.r:er dans la cl=< .1>r<: d'admission du. combustible sur le côt' d'un p.-olong" .r7'' "'Y1"111i'irf::- a l'in- térieur de cette cba'-bre µ l'n:Otr.',.i¯'t,¯C',.,,,r ,-1r:
1" soT't!e des g.m? de 1'0 Cil^'C,r do co 11Jst.i0n pl. t"nf':n''"'ll nn'i- :, 1""'" partie en for''c de s;'irp.1e de le, cha br.- c""" 1s.'7(!i (111 C0 ]-1):"- tible. lE:) Appareil dOE combustion suivant les rvni0..,ti0ns 1::' ou 11 caractérisa en ce au'une ouverture d'o't)sr::1'vf:>-J:;io'î. est foroJe IF1' un prolonge"'ent ?3;3. ! r' '"1' .t:1:rp ,..."1...,tiv'-?--")"1 petit pirtant de l'extrait''' de 1" c'r:wr' .'(., combustion n;,".ns ' µ 1"' sortie des S"'7 et c'us des dispositifs son'' n .'.lr-'g , pour introduire de l''''i1' a l'intérieur de CP rrc1on-r =?li'. , ' -11jrD à faire tourbillonner l'air dans .le -;ê'''10 5'n5 rue le flux r'''1r et de co'bustible d?ns la chambre de Co 'hust.1on. le) Appareil às:
. co 'bustion Sl'jVP'1t les revendications 17 ou 14, caract.ris± en ce roU8 l'entrée d'ir et do CO'.h1]Sti- ble est dfcBlfe en avance dans 1.., direction du tourbillon par rapport à une entrée d'air entre la chambre tl'^iS53on de'com- bustible et la sortie des gaz de la chambre de ci-bustion d'un angle de lS'0 ou aproxi-ativew^nt.
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17) Appareil de combustion suivant l'une ou l'autre
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des revendications 1, 5, 17, 14, 15 et 16, cnr"ct!ris( en ce 0ue des dispositions sont prises pour introduire le st¯y,,l'vent d'air à l'intérieur de la. ch^^=brc sous fcr'8 d'une nPDD8 large de faible hauteur et en pu^ntit suffisante pour constituer la
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majeure partie de l'air comburant.
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lS) Appareil de combustion suivant la rpvpnic"tI0n i caractérise en ce oue des dispositifs sont employ/s pour in- traduire un flux d'air secondaire aussi bien ^la'un flux de com- bustible et d'air primaire à travers une en tri e corrprmne dans
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la chambre de combustion.
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19) Appareil de combustion suivant la revendication 18, caractérisé en ce qu'une section à tuyère est susceptible d'ame- ner l'air à l'intérieur de la chambre et qu'une goulotte pour le pa.ssage d'air primaire et de combustible s'étend à l'int4rieu.r de cette section et est pourvue d'un ajutage de décharge mobile transversalement par rapport à celle-ci.
20) Appareil de combustion suivant les revendications
1, 18 ou 19, caractérisé en ce que la chambre de combustion est Etablie avec son axe longitudinal disposé verticalement où à peu près verticalement, l'échappement des gaz se faisant au sommet, tandis qu'au fond de la chambre se trouve une sec- tion de paroi présentant une surface réfractaire sans disposi- tif de réfrigération par circulation de fluide et pourvue d'un orifice d'évacuation des scories.
21) Appareil de combustion, suivant 1.'une ou l'autre des revendications 1, 6, 7 et 8 caractérise en ce aue la chambre de combustion est disposée de manière Que la sortie des gaz de combustion se passe au fond, tandisque les entrées de forme longue et étroit sont établies sur un même alignement longi- tudinale@ent par rapport 4 la chambre.
22) Appareil de combustion suivant l'une ou l'autre des revendications 4 à 8 caractérisé par un ou des registres pour régler la. ou les largeurs effectives d'une ou de plusieurs entrées.
23) Appareil de combustion suivant les revendications
4, 6, 7'ou 8, caractérisé en ce que la chambre de combustion est établie de manière à présenter la sortie des gaz de combustion à sa partie inférieure, et que l'entrée située au point le plus élevé est pourvue d'une tuyère susceptible de recevoir le com- bustible oui doit être entraîné par l'air circulant à travers le tuyère, dont la. largeur effective peut être réglée uniformé- ment au moyen d'un registre.
24) Appareil de combustion suivant la revendication 2, caractérisé en ce que la chambre de combustion est disposée de manière que la sortie des gaz de combustion soit établie dans le fond, et qu'un dispositif est prévu pour amener le combustible au sommet de l'entrée.
25) Appareil de combustion suivant la revendication 3, caractérisé en ce que la. sortie des gaz de combustion est éta- blie dans le fond de la chambre de combustion, tandis qu'un tuyau, dont l'extrémité de décharge ou extrémité inférieure s'étend à l'intérieur d'un conduit d'air relié à l'entrée, peut être élevé et abaissé et est en même temps disposé de manière à régler la position de la décharge de conbustible dans le conduit d'air et la hauteur du courant d'air dans le conduit adjacent à l'entrée.
26) Appareil de combustion suivant la revendication 3, caractérisé en ce ou'on peut élever et abaisser un tuyau pour décharger du combustible en différents points à travers la paroi et à l'intérieur d'un conduit d'air communiquant avec l'entrée, tandis qu'on peut élever et abaisser un registre à l'intérieur du conduit à proximité de la région de l'entrée du combustible et près de l'entrée pour régler la hauteur du flux d'air dans cette région.
27) Appareil de combustion suivant l'une ou l'autre des revendications 1, 5, 13,14, 15,16 et 17 caractériséen ce que le foyer fait partie de la chaudière et est établi de.
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manière q1Je l'axe de 10. chambre de, combustion soit horizontal ou soit inclina d'un faible angle sur l'horizontale, t"'nr'is nue la sortie des gaz de combustion cor" uni.rue avec une s'''onr'lp cb''''''- bre de combustion et vue devant 1" sortie s? trouve iin /cr"n de tubes, le dispositif pour refroidir par circul"'ticn de fluide les parois de la ch;.1.;lbr: de cO'.,'bu2tien privir'= ou le cb7 hre d.e combustion du foyer cyclone de ''1ôe Dus l 'cr n t1J.b>ul.-ire étant tous deux raccordas au sjrst?;;ie circulatoire da 1" c1)1)di0rp.
28) Appareil de combustion, suivant l'une ou loutre des revendications 1, 5, 17, 14, 15, 16 et 17 carct-'ris en ce eue le foyer fait partie d'une chaudière et est c1is)os de "'?- nière eue l'axe de 1" cha/'bre de co'.bustion soit f1.or::.7.'Jnt<11 0U inclina d'un faible angle sur 1'hori;owtf,le et roue 1:, sortie des ga7 de combustion se trouve en co->..1Jni-c=t±.cn i'V"C une c1[,..,,"- ore de combustion secondaire, tll1rli; (;11'1.111 /cr.,1- '1 scories vs.t, dispose c1é'1ns le parcours des g87. venant de l cr': tx-F ('é" com- bustion pri,,^ïrç ou de In cl:l':<br0 de co "b1lstion du foyer cyclone et i-1¯i'1Jne fosse à cendres en-dessous de 11' cbi br" dp co'bustion second-ire est a(n2e(e pour recevoir In scoi vT1-.->.nt .ln 1" ch''i"'bre (18 co"bustion ;Jri""'l,rE et les centres 2:'" -r,(ps ("'1'1s 1.? chprbre de combustion secondaire.
29) Appareil de combustion suiv'nt l'une ou loutre' des revendications 1, ', a, 4, 6, 7 et 8 c"r"ct ris/ en ce "':110 le foyer f?it pnrtie d'une chaudière et r1Y:' 1 cb""brc rie col- bustion est disposée de mnnière que 7¯ sortie res g;''7. se trouve d'lns le fond et est a^,Fnge pourd)c1)rger les ra, et 1 ? scorie fondue d"'ns i>n prolongement 1^.tlrl¯ d'une cb" '1;re r1 a co'h1Jstion secondaire, IR sole de ce prolongeant 1^tr^1 :tnt. inclinée de b<?1Jt en bas vers une fosse a cendres disposée en-(]i"s,:>o11S de 18 partie pr9¯nci., le de 1a cl.'.1?rP de C0"1.)1.1stion secondnire.
?0) Appareil de combustion suivant 1r rvpiction 27, CF'r"ct'''ris en ce nue la. chp..1Tre de combustion )1"i""ir8 est pourvue d'une pproi d' extr vit refroidie par circulation de fluide e'o ±>it saillie vers l'intérieur un goulot for""'nt une sortie des g2,2' entoura d'une poche annulaire et r'118 In sorti? des scories de la chp-'bre se trouve d^ns 18 paroi d' C'xtr '0 'i t,: en- dessous de la sortie et est susceptible pd/ch"'r#er 1?ns une fosse à cendres en-dessous de la cb'''"bre ôe combustion secon-
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daire.
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Sl) Appareil de combustion suivant l'une ou l'autre des revendications 1 à 2 3, crctlris' en ce ",:ve 1; sortie est constituée par un govlot s'':t,'2noTnt vers l'intérieur d''n5 1" cb?"'bre de combustion une certaine distance de 1 paroi cir- confrenti011e de celle-ci et cowcrt-nt un dispositif de r'fr''"''-
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ration par circulation de fluide.
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;:8) Appareil de combustion suivant 1"' revendication 1, caractérisa en ce nue le goulot présente une conici t telle 0De son plus grrl lji'.' :F'tZ'ç¯ se trouve '1 On xtr"rit, p sortia. r7") Appareil de combustion suivant les 1.
51 ou 2:? c:'r'ctr.isr en ce au 1-: sortie aes 7 de co..1,)JsttÎ\n est for'^w nar un serpentin pour la circ111" +;j cn du fluide =fi=1gr'rant, recouvert de ra^tièrç réfractaire tant sur la fr;C0 dru goulot située vers l'intérieur r-di-1<?..an+ "U0 sur celle située à l'extérieur radiale"ent.
4) Appareil de combustion suivant les rpv8Jltcti0ns 1, 7, ou 77, caractérisa en ce eue la C';7^'hre da co'cl)l1sticn et le goulot présentent les dimensions relatives sv¯i5r^ntc:s ou [lpprOxi1'tive(lent ces dimensions relatives, 3 savoir: L = 16 L, G = 5 D et H = 5 D, c'a D est le di'?"etrp de la cn<''''1t)rp
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de combustion ou de la partie principale de celle-ci en pieds, tandis que L est la longueur de la. chambre ou de sa partie prin-
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cipale, G est le diamètre interne mini:1:L=; du goulot et E 18 longueur du goulot attendant à l'int^rieur de la ch,--br5, le tout en pouces..
35) Appareil de combustion suivant les revendications 13, 14,15 ou le caractérise en ce que la chambre de combus-
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tion et un goulot s'étendant vers Iiint-rieiir dans cette chambre à une certaine distance de sa paroi circonfrentiplle et consti- tuant lq sortie des gaz de la chambre, sont Etablis dans les d.imensions relatives suivantes ou ppprOXi"""Rtive'1ent dns ces dimensions, à savoir L = 16 D, E = 7,6 D, C = 5,4 D, G = 5 D et
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FI = 3 D, ou D est le diamètre de 1;
partie principale de la Chambre de combustion en pieds, tandis que L est la longueur de la partie principale de cette chambre, E la longueur d'une entrée
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d'air dans cette partie, C le diaretre de ip partie de diamètre réduit de la chambre de combustion, G le diamètre interne "'i1"1.1- muni du goulot et 1-1 la longueur du goulot s"tenôr1t 7.'in.t-'rieur de le. chambre, le tout en pouces.
36) Appareil de combustion suivant la revendication 1, construit en substance cornue c'est décrit ci-dessus avec réfrence aux figures 3 à.9, aux figures 11 à 14, aux figures 15 et 16, aux figures 19 à 23, aux figures 24 à 28 ou aux figures 77 à 35 des dessins annexés.
* 37) Appareil de combustion suivant la revendication 1, construit en substance cornue c'est décrit ci-dessus avec réfé-
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rence aux figures 24 à 8, ou aux figures 77 à 75, nais avec une variante du dispositif d'rli+1?nt?tion de combustible, en substance comme c'est d4crit ci-dessus avec rff±rence aux figu- res 30 à 32, aux figures 37 à 40 ou eux figures 41 à 44. des dessins annexés.
38) Appareil de combustion suivent la revendication. 1, construit et disposé en combinaison avec une chambre de combus- tion secondaire pour faire partie d'une chaudière, en substance Comme c'est décrit ci-dessus, avec référence aux figures 11 à 14 ou aux figures 33 à 36 des dessins annexas.