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Perfectionnements apportés aux Disposi- tifs de combustion pour combustible solides.
La présente invention est relative à des dispositifs de combustion dans lesquels sont brûlés des com- bustibles solides à l'état désagrégé ou pulvérulent et elle concerne, plus particulièrement, une installation de pouvléri- action dans laquelle on dispose d'un courant d'air dont le débit massif est du même ordre que celui du poids des matiè- res solides à traiter.
Elle Rapplique tout spécialement à une installation avec turbine à gaz dans laquelle la combus- tion doit être entretenue par un fluide qui s'écoule à une vitesse élevée (considéré ci-après comme étant de l'air).
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On entend par un courant d'air qui a'é- coule à -une vitesse élevée*, dans le cas où cet air
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doit entretenir une combustion, un courant dont la vl- tosse moyenne,
dans la direction générale de son
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écoulement dans une sone où la combustion est déclen- chée et calfatée à l'aide du rapport du volume d'air passant par l'imité de temps à la surface de la section
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transversale du passage réservé à cet air, est 811t;t1... aUI8 ni- élevée par rapport t la vitesse de propaga- tiom de la flamme dans le mélange combustible-air en- visage, pour que et courant d'air ait des propriétés d'extinction de la flamme.
Pour du combustible$ cons- titud par un hJ4rocarb et brûlant #-ns l'a1r, la vi- tesse de propagation de la flamme est considérée comme étant de l'ordre de 30 çm. par eeoende à la pression atmosphérique. L'invention peut,, d'autre part être appliquée tout spécialement à des appareils de com- bustion pour des turbines à gaz et à combustion inter- ne et/ou des turboréacteurs pour lesquels la vitesse du courant d'air, dans la direction générale de son écoulement dans une zone de combustion et calculée sur
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la base eua1;
uSiq.e. peut être de l'ordre de 3 8. 1t 90 11. par seconde et aime davantage, suivant la cons- t,1",u'tion de l'installation, L'invention est es outre, par't1#ul1ère.nt intéressante pour des installations qui ainsi que les installations motrices susdite ,
né- cessitent une combustion stabilisée qui doit être en-
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tretenue non 8fJiUle.nt par un courant à vitesse élevée mais également par des 'taux élevée en combustible et pour lesquelles une combustion stable doit être maint.-
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nue pour des injections de coubuatible à des vitesses élevées et avec des pertes dépression minime
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Lt1nyention consiste, principalement, à introduire un couraat d'air,
véhiculant des particules de combustibles* dans une chambre à tourbillon ayant un* *action circulaire on annulaire et dont l'orifice de sor-
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tie est tel qm la courant d Tai? .'écoule en tourbillon- nant autour de l'axe de ladite chambre et de manière que seules les particule ayant une granulométrie maximum prédéterminée ou en dessous de celle-ci,
suivent un tra-
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jet d'équilibre à vue distance radiale 4e 11 axe qui est moindre que le rayon à la sortie afin que les particule
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soient d4chuCê.. par ladite sortie dans une chambre de combustion.
Suivant un mode de réalisation préféré
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de l*inventio8 en fait comporter iL la chambre de combus- tible. un couvercle creux de forme conique ça en forme de calotte apà6rtqu.ef 1' extrémité externe de ce couvercle étant ouverte et ëtent orientée vers l'aval en entourant ne sena da combustion primaire.
D* préférence, en fait Décharger la chambre à ...1JJt8Ü-" 1our1>11.1oa ax1a1.ue" dans le couvercle e-t de l'air primaire est introduit par la paroi du couvercle à l'aide d'une, OtlTérture aima- laire prévu. autour de la sortie axiale de la chambra à
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tourbillon il *et également préférable de prévoir des ailettes de tourbillonnement dans cette ouverture pour faire tourbillonner l'air primaire.
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la forme des parois de la thaib-re à 'toD111.. peut tire telle till. les particules d* con- bMatibI soient aaiméea deoneîllations substantielle atttoar de leurs trajet* d"6qn.111bre tùyeo et la paroi un couvercle peut être perforée pour procurer âea ea- trées addittennelles d'air primaire.
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Le dessin ci-annexé montre, à titre a'exee- plie, an .ode de rvalieatiôft 4e l'tJWen't1oJ1.
Les fige. 1, 2 et 3 montrentl, respective.- ment en. coupe axiale en élévation et en vue partie 11 par l'arrière$ un dispositif établi selon l tiuentioJa.
La 111. 1 montre une chambre à tourbillon 1 de section circulaire, swe une entré* ir1phértqae et tucentielle 2 t une sortie aumlaire axiale 3, la pa- It) 1 de Ladite ehanbre-dtant fixée à elle d'un pièce 4. en forme de couvercle, 4e minier que la sorti 3 "Ta- ..1".. aX1alo.D.t la paroi de ce couv rcl , qui limita une .aua de combustion primaire 4&.
Autour de la chambre 1 est établie mm pièce annulaire 5 .él1a1t.arr\ un passage annulaire z par
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lequel .'écoule l'air primaire pour, la combustion, cet
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air pénétrant dans la tom 4a par 1 ouverture axiale 6 z ig 'naig4o dans la paroi. 4a couvercle 4, Dans la passage 5 . sont établira des ailettes 7 provoquant le ùHu"b111onne- \ "- men't d. l'air prisais auteur de l'axe du courerole 4.
Dans la paroi du cou.,.."l.. peuvent égale.ut 4tre mint- géa des trous 8 pour l'aeiesion j'air primaire addîtion- nel directement dans 1a .0.. dé eowbetion primaire 4a.
Ua courant 4* air véhiculant den parti..- les 4* combustible solide, pénètre dans la chambre il tourbillon 1 par l'eatrie 2 et les ",nietÙof-8 tournent alors autour te l'axe" la chambre, les particule plus
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grandes circulant sur des trajet* d'équilibre qui sont
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plus éloigné -s d* cet axe, que ceux suivant lesquels
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tournant les particules plus petites. Les particules , qui initialement sont trop
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grandes peur sortir de la chambre 1 ceat1nt4en't. \ tourner dont tell*-Ci avec an rayon plus grand que celui de la sortie 5 3&sqn à ce qi2leiles aient été réduites, par at- trition ou usure mut 1elle 3usq,u' à ce que leur imenaione
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oient devenues telles que ces particules puissent être déchargées par la sortie.
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Par contre,, les particules ayant me CJ'8n1lloaé'\r1.. convenable* .'éohappe..1. hors de la sortie 3 sous fora. 4'uA jet conique, eoam$ montré, la con101- té 4* ce jet dépendant des dimension* de la chambre 1.
148 vites*** et les trajet* dot particules, dans la chambre à tourbillon 1, soat déterminé , à an degré élevée par la forma des parois la et lb qui déli- ai tent cette ehubre car la compaat raciale de la vî- tes** de l'air, à toute distance radiale particulier* de
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l'axe du tourbillon, dépend de la surface de la section
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'\ra#¯rsale disponible pour 111,6ooulemen t racial à cette dîntente. La mouiremeiit radial de ces particules peut donc ttze prédéterminé par un choix con....nab1.e de ce* parois et par des condition d* .l'lc1tonne n" convena- bleu polar des proprîdtéa )e]!mM de cet parti culée (par txemplt leurs d1Jleu3ion., leur densité, *.).
BJ81tMMat selon l'iarention, certaine a dt8osi1O.s ont un effet favorable sur la stabilité 4.
1'éeolezest. Il peut être déeirable, par *mivpl*l que la -coap08aa'te radiale de la vitesse de l'air 1lÔ1t caM- ..te oti qu'elle varia du Madère continue ..pu1. l'entrée jusqueh la sortit de la chaabn à tourbillon qaand la distance radiale Tarie depuis 1'<ME< tu tour- D111..n. À et 81'1.'- la chubre il "tc)}.lrb111011 a une ses- "\.11 annalatre on otrctÜf\ire et sa sorti est orienté. axial lient, cette chambre étant délimitée par des pa îg dont la forme est telle que la distance entre un point d'une paroi et m point opposé et correspondant de la paroi opposée et mesurée dime la direction axiale varie d'une manière cont1nu depuis la périphérie jusqu'à la
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sortie avec des Sistanceô radiales variables ses Points jusqu'à 1'&%., cette distance étant, ee -ré- férencet plus ltan4. pour les petits rayona.
Se plus on donne, de préférence# à *eu parois 4éltaltant.. fille forme céndralotent concave - .1ani 1.. depuis l'eX1érteur.
&e3 parais la et 1'* de la chambre 1 pe1ftr1't 8t\t1afatn aux conditions les et tur la 11..1 ces parois !'6p0ta4Ul\ effectivement à ces conditions. Da plus, elles ont 'U'le t'orme telle que les pan1t;ul.. su-
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bissent des oscillations substantiel! par rapport à
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leur trajet* 4'tquilibre rayent.
Ceci favoris* l'effet de ltueure mutuel-
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le, dont 'ludion plus haut, surtout quand les parti-, la et lb comportent des nervures, ondulation ou stries 11 contre lesquelles les grosses particules sont proje-
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té** et, par conaéq)4*nt, désagrégées.
Le courant d'air$ véhicrilnat les partica- les et péa6t"nt par lfe)8itréô 2/ai i qize 1. air primaire admt. par l'ouverture i peuvent provenir detàne source eo!8tm . Sans 1* en$ où l t1n...ntion est appliqué... ne installation avec turbine à est une partie de l'air, débité par le compresseur est utilisée pour eatra1¯r les particules *lors qu*un* autre partie de ce courant traverse Itouirtrtlirt 6. Une autre partie 4* est air pas- te par les trous 8.
C01J'I.8 la sortie 3 est amaulaire, la par- tie centrale 4e celle-ci Jeu' être oseayés- par mm in3<@-\ tour 12 pour dit comblÀ8'1àle liquida et qui introduit ua jet conique 12* de ce combustible dans la se de eon- bastion primaire 4a. et jet étant entouré comilètement par le jet d. oollb1tsti.ble solide. le codJati1tle liqaaia.
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rt à l'allnmase du combustible solide et non débit est interrompu quand le combustible solide a été alla- mé.
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I* couvercle 4 peat faire partie dtune chambre de combustion sensiblement tu.btùaire 9 qui, a proximité du couvercle 4, a un diamètre plus grand que celui du couvercle pour laisser subsister autour de celui-ci un passage annulaire 10 pour de l'air refroi- disseur. les dimensions de ces différentes pièce sont telles qu'au cours du fonctionnement l@s rites$*$ de l'air -refroidisseur par le passage 10 et du courant de
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gaz chaud sortant de la z6ae de combustion priB&ir z sont sensiblement égal.. afin que ces deux courants puis-
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sent
s*écouler sous forme de courant* séparés et dis- "t1ncts sur une distance substantielle vers l'ayal pour que l'air ad!Ji8 par le passage paisse former fi" es- veloppe froide autour des gaz chauds.
**ATTENTION** fin du champ DESC peut contenir debut de CLMS **.
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Improvements made to combustion devices for solid fuels.
The present invention relates to combustion devices in which solid fuels are burnt in a broken or pulverulent state and it relates more particularly to a power plant in which an air current is available. whose massive flow is of the same order as that of the weight of the solid materials to be treated.
It applies especially to an installation with a gas turbine in which the combustion must be maintained by a fluid which flows at a high speed (hereinafter considered to be air).
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By a current of air which flows at a high speed * is meant, in the case where this air
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must maintain combustion, a current of which the average speed,
in the general direction of his
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flow in a chamber where combustion is initiated and caulked by means of the ratio of the volume of air passing through the imitated time to the area of the section
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transverse of the passage reserved for this air, is 811t; t1 ... aUI8 ni- high in relation to t the speed of propagation of the flame in the fuel-air mixture involved, so that the current of air has flame extinguishing properties.
For fuel consisting of a hJ4rocarb and burning # -ns a1r, the rate of flame propagation is considered to be of the order of 30 cm. by eeoende at atmospheric pressure. The invention can, on the other hand, be applied very especially to combustion apparatus for gas and internal combustion turbines and / or turbojets for which the speed of the air stream, in the direction of general flow in a combustion zone and calculated on
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the eua1 base;
uSiq.e. can be on the order of 3 8 1 90 11 per second and more preferred, depending on the finding, 1 ", use of the installation. The invention is furthermore, par't1 # ul1ère. nt interesting for installations which as well as the aforementioned motor installations,
require a stabilized combustion which must be en-
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maintained not 8fJiUle.nt by a current at high speed but also by 'high fuel levels and for which a stable combustion must be maintained.
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naked for coubuatible injections at high speeds and with minimal vacuum losses
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The main point is to introduce an air flow,
conveying fuel particles * in a vortex chamber having a * * circular or annular action and whose outlet orifice
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Tie is such as Tai's current? .flows in a vortex around the axis of said chamber and in such a manner that only particles having a predetermined maximum particle size or below it,
follow a tra-
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balance jet at sight radial distance 4th 11 axis which is less than the radius at the exit so that the particles
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are d4chuCê .. by said outlet in a combustion chamber.
According to a preferred embodiment
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of the inventio8 in fact include the fuel chamber. a hollow cover of conical shape that in the shape of a cap apà6rtqu.ef the outer end of this cover being open and facing downstream by surrounding a primary combustion sena.
Preferably, in fact Unload the chamber at ... 1JJt8Ü- "1our1> 11.1oa ax1a1.ue" in the cover and primary air is introduced through the wall of the cover using a, OtlTérture aima - expected area. around the axial exit of the chambra at
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vortex it * and also preferable to provide vortex fins in this opening to swirl the primary air.
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the shape of the walls of the thaib-re to 'toD111 .. can pull such till. the building particles can be substantially removed from their path of air and the wall can be perforated to provide additional primary air.
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The accompanying drawing shows, by way of example, an .ode de rvalieatiôft 4e l'tJWen't1oJ1.
Freezes them. 1, 2 and 3 showl, respectively. axial section in elevation and in part 11 view from the rear $ a device established according to tiuentioJa.
The 111. 1 shows a vortex chamber 1 of circular section, with an ir1phértqae and tucential inlet 2 and an axial outlet 3, the pa- It) 1 of the said shaft being fixed to it by a part 4. in form of cover, 4th mine that the output 3 "Ta- ..1" .. aX1alo.Dt the wall of this cover rcl, which limited a .aua of primary combustion 4 &.
Around the chamber 1 is established mm annular piece 5 .él1a1t.arr \ an annular passage z by
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which. 'flows the primary air for, combustion, this
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air entering the tom 4a through an axial opening 6 z ig 'naig4o in the wall. 4a cover 4, In passage 5. are will establish fins 7 causing the ùHu "b111onne- \" - men't d. the air prisais author of the axis of the courerole 4.
In the wall of the neck, there may also be holes 8 for the ventilation of the additional primary air directly into the primary clearance 4a.
Ua current 4 * air conveying part ..- the 4 * solid fuel, enters the chamber it whirls 1 by the eatrie 2 and the ", nietÙof-8 then rotate around the axis" the chamber, the particles more
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large circulating on equilibrium paths * which are
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farther from this axis, than those along which
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turning the particles smaller. The particles, which initially are too
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big scared out of room 1 ceat1nt4en't. \ turn of which tell * -Ci with a radius greater than that of the exit 5 3 & sqn so that they have been reduced, by attrition or mutual wear 3usq, u 'so that their imenaione
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have become such that these particles can be discharged from the outlet.
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On the other hand, the particles having me CJ'8n1lloaé '\ r1 .. suitable * .'éohappe..1. out of exit 3 under fora. 4'uA conical jet, eoam $ shown, the con101- ty 4 * this jet depending on the dimensions * of the chamber 1.
148 speeds *** and the paths * dot particles, in the vortex chamber 1, soat determined, to a high degree by the shape of the walls la and lb which delimit this ehubre because the racial compaat of the speed ** from air, at any particular radial distance * from
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the axis of the vortex, depends on the area of the section
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'\ ra # ¯rsale available for racial 111.6ooulemen t at this deal. The radial wetting of these particles can therefore ttze predetermined by a con .... nab1.e choice of this * walls and by conditions of. The cell does not agree polar properties of this). party (by txemplt their d1Jleu3ion., their density, *.).
BJ81tMMat according to iarention, some a dt8osi1O.s have a favorable effect on the stability 4.
1'éolezest. It may be desirable, because * mivpl * l that the radial -coap08aa'te of the air speed 1lÔ1t caM- ..te oti that it varies from Madeira continues ..pu1. the entry to the exit of the vortex chaabn qaand the radial distance Dries up from 1 '<ME <tu tour- D111..n. At and 81'1 .'- la chubre il "tc)}. Lrb111011 has a ses-" \ .11 annalatre on otrctÜf \ ire and its output is oriented. axial link, this chamber being delimited by pa îg the shape of which is such that the distance between a point of a wall and an opposite and corresponding point of the opposite wall and measured in the axial direction varies continuously from the periphery to the
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output with variable radial Sistanceô its Points up to 1 '&%., this distance being, ee -re- reference plus ltan4. for the little rayona.
More is given, preferably # to * had walls 4éltaltant .. daughter céndralotent concave shape - .1ani 1 .. from the eX1érteur.
& e3 appear the and 1 '* of the chamber 1 pe1ftr1't 8t \ t1afatn under the conditions and tur the 11..1 these walls!' 6p0ta4Ul \ effectively under these conditions. Moreover, they have 'U' the form such as the pan1t; ul .. su-
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bisse substantial oscillations! compared to
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their path * 4'tbalance line.
This promotes * the mutual killing effect
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le, which 'ludion above, especially when the parti-, la and lb have ribs, corrugation or ridges 11 against which the large particles are thrown.
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té ** and, by conaéq) 4 * nt, disaggregated.
The current of air $ conveys the particles and goes through lfe) 8itréô 2 / ai i qize 1. primary air admitted through the opening i can come from a source eo! 8tm. Without 1 * in $ where l t1n ... ntion is applied ... ne installation with turbine to is part of the air, delivered by the compressor is used to eat away the particles * while another part of this current passes through Itouirtrtlirt 6. Another part 4 * is air pasted through holes 8.
C01J'I.8 the exit 3 is amaular, the central part 4th this Game 'be oseayés- by mm in3 <@ - \ turn 12 for said fill to8'1àle liquid and which introduces a conical jet 12 * of this fuel in the primary building se 4a. and jet being completely surrounded by jet d. solid oollb1tsti.ble. the codJati1tle liqaaia.
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rt at the solid fuel ignition and no flow is stopped when the solid fuel has been ignited.
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The cover 4 is part of a substantially tubular combustion chamber 9 which, near the cover 4, has a diameter greater than that of the cover to leave around the latter an annular passage 10 for air cooler. the dimensions of these different parts are such that during operation l @ s rites $ * $ of the air-cooler through passage 10 and of the
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hot gas leaving the combustion z6ae priB & ir z are substantially equal .. so that these two currents can
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feels
flow as separate and distributed streams a substantial distance to the ayal so that the air which passes through the passage thickens to form a cold coil around the hot gases.
** ATTENTION ** end of DESC field can contain start of CLMS **.