<Desc/Clms Page number 1>
PERFECTIONNEMENT AUX FOYERS TRONCONIQUES A COMBUSTION EN.SUSPENSION
AERODYNAMIQUE.
La présente invention est un perfectionnement aux foyers, fours., gazogène ou analogues, en forme de tronc de cône, à axe sensiblement vertical, à faible divergence vers le haut (angle de la paroi avec la verticale envi- ron 15 ), notamment à ceux où le volume de la chambre tronconique ne diffère que très peu de celui du cône géométrique de même base obtenu en prolongeant le tronc de cône jusqu'à son sommet (environ 98 ) et utilisant des combusti- bles en petits grains'brûlant en suspension aérodynamique stable grâce à un courant d'air ascendant qui décroît de bas en haut et dans une forte propor- tion.
Dans de tels foyers on constate qu'il se forme au niveau infé- rieur du feu un anneau de mâchefer plus ou moins adhérent à la paroi. Il se forme à un niveau variable selon les conditions de marche en sorte qu'il n'est pas toujours accessible au nettoyageo
On constate que la formation d.e cet anneau jusqu'à une certaine limite;, améliore la combustiono Mais il irait en grossissant jusqu'à obstruc- tiona
En outre, en dessous d'une certaine allure variable avec les combustibles., la teneur en imbrûlés des cendres augmente puis à une allure moindre le feu s'éteint. L'orifice inférieur de ces foyers ayant un diamètre constant les possibilités de réglage sont souvent insuffisantes pour les be- soins.
La présente invention a pour but de remédier à ces inconvénients.
Elle consiste à réaliser artificiellement cet anneau bienfai- sant et à constituer sa paroi- de telle sorte que le mâchefer ne puisse adhérer.
Elle consiste à prolonger vers le bas la chambre de combustion des foyers définis ci-dessous par un petit tronc de cône (hauteur de l'ordre du
<Desc/Clms Page number 2>
vingtième du tronc de cône principal) à forte convergence vers le bas pour constituer un étranglement.
Cet étranglement tronconique est délimité par une paroi en ma- tériau réfractaire sousmis à un refroidissement extérieur partiel dosé par l'épaisseur et la conductibilité thermique de ce matériau pour que la paroi ne se prête pas à l'adhérence, tout en limitant la déperdition de chaleur.
Le tronc de cône additionnel est défini comme suit Si d est le diamètre de la section au col,
D est le diamètre du raccordement au tronc de cône principal.
H la distance entre ces deux sections ;
H doit être compris entre Oe2 et 2 d
D doit être compris entre 1,5 et 4 d les chiffres superposés se correspondent de préférence.
L'angle avec la verticale de la paroi de l'étranglement qui donne les meilleurs résultats est compris entre 35 et 55 .
Le meilleur rapport des diamètres D/d est entre 1,5 et 2,5 et exceptionnellement 3.
Ces dimensions sont spécialement revendiquées sans toutefois que soient exclues de l'invention les dimensions voisines répondant à la description et aux résultats ci-dessus.
La paroi du tronc de cône formant l'étranglement est constituée par la combinaison d'un matériau de grande dureté tel que des dalles de for- me en carborundum ou des fontes réfractaires à haute teneur en alumine avec des moyens de refroidissement bien dosés de la paroi extérieure de ce maté- riau pour qu'il conserve sa résistance à la fois à l'abrasion et à toute adhé- rence du mâchefer.
Pour cela la façon externe est au contact soit d'une circula- tion d'air et comporte en ce cas des ailettes et une ventilation activée, soit plus généralement d'une circulation d'eau.
Cette constitution de la paroi peut être étendue au-dessus de l'étranglement, à la chambre de combustion tronconique proprement dite à fai- ble divergence.
L'invention consisteen outre,à placer sous l'orifice infé- rieur de l'étranglement un tronc de cône additionnel mobile venant s'appli- quer aux allures réduites contre cet orifice, ou placé à distance réglable pour permettre un réglage progressif. L'orifice inférieurs du cône addition- nel est plus petit que celui de l'étrangelement. Ce dispositif permet de main- tenir une vitesse à peu près constante du vent ascendant et une force portan- te suffisante même aux allures réduites.
Une caractéristique de l'invention consiste dans la réalisation sous le bas du foyer à grande divergence défini plus haut d'une fente annulai- re de hauteur réglable, les parois au-dessus et au-dessous de cette fente é- tant constituées soit par des water-jackets, soit par des réfractaire semi- refroidis ne se prêtant pas à l'adhérence des cendres. Celle-ci se produit ha- bituellement à l'emplacement de toute entrée d'air sur des parois portées à haute température.
Le réducteur mobile est, selon les cas, prolongé à sa partie inférieure par un convergent. Il,se présente alors sous la forme d'un tuyère à axe vertical.
A titre d'exemple, et pour faciliter l'intelligence de la des- cription, on a représenté aux dessins annexés g - Sur la figure 1 l'ensemble d'un foyer et du dispositif complet objet de l'in- vention :
<Desc/Clms Page number 3>
- (1) est la grande chambre de combustion tronconique prin- cipale à faible divergence.
- (2) la petite partie tronconique inférieure à forte diver- gence formant étranglement.
- (3) le "réducteur" à sa position supérieure o - (4) le même "réducteur" à sa position inférieure; la translation verticale étant assurée par des glissiè- res (5).
- Sur la figure 2 -. une variante en forme de cuvette de profil supprimant l'angle vif du raccordement des deux tronc de cône de la fig. la Le profil épouse mieux les filets gazeux.
- Sur la figure 3 une vue schématique d'une variante à rigole annulaire d'évacuation des mâchefers à l'état liquide.
Les flèches dessinées sur la figure 2 montrent comment l'é- tranglement crée une zone périphérique annulaire de moindre turbulence fa- vorable à la descente du mâchefer pâteux ou fondu, suivant les flèches f le long des parois;, vers le bas.
Sur la figure 3 les cendres liquides se rassemblent dans la ri- gole annulaire 13 qui entoure l'étranglement 12. De là, elles s'écoulent par le conduit 14 sans être contrariées par le courant d'air ascendant.
Dans la figure 3, le rigole collectrice 6 est placée à une certaine hauteur au-dessus de l'étranglement 7. Dans la paroi tronconique sont ménagées des rainures d'évacuation 8 par lesquelles les cendres liqui- des s'écoulent en jets 9.
Les figures 4 et 5 donnent des vues,respectivement en coupe horizontale selon la ligne II - II de la figure 4, de la façon dont la pa- roi est continuée dans la zone de l'étranglement. Le trait a b représente le niveau approximatif maximum où les grains incandescents de mâchefer, qui descendent progressivement vers l'orifice inférieur 10, étant refroidis par l'air froid qui monte, commencent à devenir collants.
La paroi dure et refroidie qui constitue une caractéristique de l'invention et sur laquelle cette adhérence n'a pas prise s'étend depuis le plan II-II jusqu'au col 10. Elle assure le passage sans adhérence du mâ- chefer de la zone supérieure jusqu'au dessous de l'orifice 10.
La garniture 11 en matériau réfractaire est réalisée en dalles en forme de secteurs tronconiques constituant les éléments du tronc de eôneo Elles sont par exemple en carborundum ou fonte réfractaire ou en matériau réfractaire à haute teneur en alumine. La paroi intérieure 12 du water-jacket est au contact direct des dalles. La chaleur absorbée par rayonnement est ain- si limitée à la valeur nécessaire pour le but recherché contre l'adhérence et 1 -' abrasion.
Toutefois, dans la partie basse constituant le col 13, la paroi métallique inférieure du water-jacket peut être laissée nue, Inefficacité con- tre l'adhérence devant être maxima dans cette courte zone.
L'eau est amenée au water-jacket par les tubes 14. En 15 est un tuyau de vidange et d'extractions.
Dans le cas où le circuit d'eau du water-jacket est relié à la chaudièreil est dimensionné pour résister à la pression. Les tubes d'évacua tion de l'eau 16 peuvent remonter le long de la paroi intérieure du foyer pour constituer des tubes-vaporisateurs reliés à un réservoir bouilleur de la chau- dière, ces tubes étant de la catégorie désignée usuellement "tubes-murs".
Le revêtement réfractaire du water-jacket tronconique peut être réalisé en ciment ou mastic réfractaire tenu par des pattes solidaires de la paroi métallique.
<Desc/Clms Page number 4>
Le water-jacket peut également être traité en vaporisateur et surchauffeur.
La figure 6 représente spécialement l'ajutage réglable réa- lisé avec water-jacket.
- (17) est le bas du foyer refroidi à l'eau et tracé en con- vergent -,divergent.
- (18) est le convergent du réducteur formant en (19) un col de diamètre plus petit que celui du bas de foyer (17).
- (20) est le water-jacket du bas du foyer.
- (21) celui du réducteur mobile, guidé par des glissières (22) dans la translation verticale.
La figure 7 représente un dispositif permettant de faire va- rier de fagon continue le diamètre inférieur du tronc de cône additionnel de réglage.
Des pièces 23 ayant la forme de tranches de tronc de cône dé- coupées radialement se chevauchent les unes les autres toujours dans le même senso Quelques-unes de ces pièces seulement sont représentées pour la clarté de la figure. Elles sont réalisées, par exemple., en fonte réfractaire.
Chacune de ces pièces pivote autour d'un axe horizontal 24. Leur section transversale est en forme de biseau de façon que la surface intérieure soit aussi régulière que possible.
Les axes forment les côtés d'un polygone. Par action sur l'un des éléments 23, ou par la rotation simultanée de ces axes., on réalise un tronc de cône à orifice variable.