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PERFECTIONNEMENTS'AUX APPAREILS:DE-COMBUSTION.
Cette invention concerne un appareil de combustion perfectionné et particulièrement un procédé et un appareil pour brûler des combustibles solides sous forme de particules contenant des cendres et au moins partiel- lement en suspension, dans des conditions assurant un rendement élevé de la combustion et permettant la séparation des cendres du combustible et leur enlèvement de la zone de combustion à l'état de fusion.
Lorsqu'on brûle un combustible contenant'des cendres, en sus- pension, dans la chambre de combustion d'une installation de chauffage de fluide comportant des tubes de chauffe chauffés par convection, par exemple, il est important, tant du point de vue du rendement thermique que de celui de l'efficacité de l'installation, que la combustion des constituants com- bustibles soit terminée avant que les produits gazeux de la combustion n'at- teignent des tubes de chauffe du fluide chauffés par convection, à espace- ment relativement serré. Ceci est spécialement important lorsque la tempé- rature moyenne de la chambre de combustion dépasse la température de déforma- tion initiale des cendres-du combustible.
Dans ces conditions, les particu- les de cendres en.suspension dans les produits gazeux de la combustion ont tendance à se trouver dans un état visqueux lorsqu'elles atteignent ces tu- bés de transmission de chaleur plus froids, et à s'y déposer dans unè telle mesure qu'elles réduisent et même obturent les passages de circulation des gaz entre les tubes. Les particules de cendres qui sont solidifiées avant d'atteindre ces tubes de transmission de chaleur ou qui se solidifient dans les passages entre les tubes se déposent sur les tubes de transmission sui- vants dans un état*où elles peuvent en être enlevées facilement, ou sont entraînées à l'extérieur de l'installation de chauffage de fluide et vicient l'atmosphère si elles ne sont pas recueillies'par un équipement collecteur de poussières très coûteux.
En raison des efforts croissants pour réduire au minimum la pollution de l'atmosphère, on a tendu,de fagon constante à séparer et récupérer le plus possible de la teneur en cendre récupérable,
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à l'état de fusion dans la zone de combustion. Pour la combustion du charbon gras pulvérisé, par exemple, on a créé des foyers à "fond humide" ou à "cou- lée de scorie", dans lesquels le combustible est brûlé à l'état de suspension aux températures du foyer, de telle sorte que les cendres recueillies dans la zone de combustion peuvent être enlevées à l'état fluide ou en fusion. A peu près 50 % de la teneur en cendre récupérable du combustible peuvent être ré- ' cupérés à l'intérieur de la zone de combustion dans ces conditions.
Toutefois, les cendres restant dans les gaz quittant la zone de combustion sont encore en quantités suffisantes pour que le maintien des surfaces de transmission de chaleur dans un état propre à l'absorption efficace de la chaleur consti- tue un sérieux problème, ainsi que pour provoquer un degré considérable de pollution de l'atmosphère,à moins qu'elles ne soient recueillies extérieu- rement par un équipement collecteur de poussières.
La présente invention a pour objet un procédé pour- brûler du combustible solide à teneur en cendre réduit en particules, selon lequel on produit un mélange circulant de combustible et de gaz contenant de l'oxygène, on allume le mélange, et on brûle le combustible à une température telle que la cendre qui s'y trouve est libérée en fusion, ce procédé étant caractérisé en ce qu'on change la direction de la circulation du courant brusquement à plusieurs reprises pendant la circulation à grande vitesse dans un passage, au moins jusqu'à ce que la combustion du combustible soit pratiquement ache- vée, et on évacue la cendre déposée en fusion par le courant sur des surfaces dans son parcours.
L'invention a aussi pour objet un procédé pour brûler du combus- tible solide à teneur en cendre réduit en particules, selon lequel on produit un mélange circulant de combustible et de gaz contenant de l'oxygène, on al- lume le mélange et on brûle le combustible à une température telle que la cendre qui s'y trouve est libérée en fusion, ce procédé étant caractérisé en ce qu'on fait passer le courant à travers un passage sinueux et on maintient une pellicule visqueuse de cendres fondues sur la surface de ce passage sinu- eux qui imprime au courant des changements de direction brusques susceptibles de favoriser la séparation des cendres en fusion et des grosses particules de combustible et leur élimination du courant, ces particules de combustible étant retenues par la pellicule visqueuse, ce qui arrête leur mouvement le long du passage,
et soumises au frottement des gaz contenant de l'oxygène qui circulent dans le passage.
L'invention a encore pour objet une chambre de combustion desti- née à brûler du combustible solide à teneur en cendre réduit en particules, avec séparation des cendres en fusion, caractérisée en ce qu'elle comprend une section d'allumage pourvue d'une alimentation de combustible à brûler au moins partiellement en suspension et, partant de la section d'allumage, un passage dont les parois sont refroidies par circulation de fluide et qui présente plusieurs coudes brusques, des moyens étant prévus pour évacuer la scorie déposée en fusion sur les surfaces des parois du passage.
L'invention a également pour objet une chambre de-combustion destinée à brûler du combustible solide à teneur en cendre réduit en parti- cules, avec séparation des cendres en fusion, caractérisée en ce que des tu- bes pour le chauffage de fluide, coudés sous une forme sinueuse ou en zig-zag, coopèrent avec un matériau réfractaire pour former les parois opposées d'un passage tortueux présentant des changements successifs de direction et une série de surfaces de fond inclinées de haut en bas, un moyen d'introduire un courant enflammé de combustible en suspension gazeuse à l'une des extrémités du passage et un moyen de recueillir les cendres à l'extrémité inférieure de ce passage.
On décrira maintenant l'invention, à titre d'exemple, en se ré- férant aux dessins annexés dans lesquels : .
Fig. 1 est une vue en élévation, partielle en coupe, d'un grou- pe générateur de vapeur comportant une chambre de combustion construite sui- vant la présente invention;
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Fig. 2 est une coupe horizontale suivant la ligne 2-2 de la Fige 1; Fige 3 est une vue en élévation des tuyères de brûleurs vues de l'intérieur de la chambre de combustion suivant la ligne 3-3 de la Fig.
1, et
Fig. 4 est une coupe transversale suivant la ligne 4-4 de la Fig. 1, les Figs. 2, 3 et 4 étant à une plus grande échelle que la Fig. 1.
Comme c'est représenté sur la Fig. 1, la chambre de combustion est associée à un groupe générateur de vapeur 14 de type connu. Lorsqu'elle est appliquée à ce genre d'appareil consommateur de chaleur, la chambre de combustion est disposée symétriquement par rapport à la largeur du groupe et est avantageusement délimitée par des parois qui sont formées par des tubes convenablement espacés raccordés au système circulatoire du groupe générateur de vapeur 14. Les tubes sont pourvus de pointes de la manière connue et recouverts d'un matériau réfractaire initialement plastique, com- me du minerai de chrome plastique, pour former une garniture réfractaire pour la chambre de combustion et des surfaces de support pour la pellicule de ma- tières non combustibles en fusion qui s'y déposent.
Dans la forme d'exécution représentée, les parois avant et ar- rière de la chambre de combustion 10 sont formées par des rangées de tubes verticaux 15 et 16, garnis de pointes et recouverts de matériau réfractaire, établis de manière à constituer les côtés avant et arrière, le plafond et le fond d'une section supérieure d'allumage du combustible 11, les parois de guidage du courant d'un passage sinueux ou én zig-zag dans la partie in- termédiaire 12 de la chambre de combustion, et les côtés avant et arrière, le ciel et le sol d'une chambre inférieure 13 pour recueillir les cendres et évacuer les gaz de chauffe.
Les parois latérales opposées de la chambre de combustion 10 sont aussi formées par des rangées de tubes verticaux 18 et 20, garnis de pointes et recouverts de matériau réfractaire, qui s'éten- dent sur toute la hauteur de la chambre de combustion entre les paires de collecteurs supérieurs 21 et les collecteurs inférieurs 22 disposés sur les côtés opposés de la chambre de combustion.
La section d'allumage 11 est délimitée par les parties supérieu- res des rangées de tubes 15 et 16 pour former un espace de section transver- sale horizontale et de section transversale verticale rectangulaires. Le ciel 23 de la section 11 est formé par les parties supérieures inclinées des tubes 15 de la paroi avant, dont les extrémités supérieures sont raccordées au corps cylindrique supérieur antérieur 24 du groupe générateur de vapeur 14.
Les tubes arrière 16 descendent du corps cylindrique 24 vers un point à une cértaine distance au-dessous du ciel 23 où ils s'inclinent de haut en bas vers les tubes 15 de la paroi avant pour former le fond 25 de la section d'al- lumage il. Le fond 25 se termine en un point écarté, dans le sens transver- sal, des tubes 15 de la paroi avant, pour former une ouverture de sortie 26, comme c'est représenté sur la Fige 2, de section transversale générale rec- tangulaire. Au-dessous de l'ouverture 26, les tubes 16 de la paroi arrière présentent une sinuosité irrégulière dans des plans verticaux.
Ainsi, les tubes sont coudés de manière à s'étendre vers l'arrière de haut en bas sous une inclinaison de, par exemple, approximativement 15 sur l'horizontale, jusqu'en un point se trouvant de fagon générale dans le même alignement ver- tical que la paroi arrière de la section d'allumage. Les tubes 16 sont alors coudés de manière à s'étendre d'abord verticalement de haut en bas, ensuite sous une inclinaison dirigée de haut en bas vers l'avant jusqu'en un point situé de façon .'générale dans le même alignement vertical que le bord arrière de l'ouverture 26, et ensuite sous une inclinaison dirigée de haut en bas vers l'arrière en substance pour répéter la forme décrite de la partie sail- lante superjacente.
Les tubes 16 sont de nouveau coudés pour s'étendre ver- ticalement de haut en bas et ensuite vers l'avant et de haut en bas au fond de la partie intermédiaire 12 de la chambre de combustion jusqu'en un point situé à une certaine distance des tubes 15 de la paroi avant pour former une sortie inférieure 27, de section transversale rectangulaire plus grande que
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celle de la sortie 26, s'ouvrant dans la chambre inférieure collectrice de cendres 13.
Les parties des tubes 15 de la paroi avant, dans la section in- termédiaire 12 de la chambre de combustion sont coudées pour ainsi dire paral- lèlement aux tubes 16 de la paroi arrière, de telle sorte que les tubes 15 et 16 constituent les parois de guidage d'un passage sinueux 28 de section transversale réduite, pratiquement uniforme, d'un bout à l'autre de la par- tie intermédiaire 12 de la chambre de combustion. Le passage 28 est formé par une série de sections de passage rectilignes 28A, 28B, 28C et 28D rac- cordées bout à bout sous un certain angle l'une par rapport à l'autre, ces sections étant inclinées entre elles d'un angle de 30 par exemple, de maniè- re à former un parcours présentant une série de changements brusques de la direction d'écoulement.
Par suite de cette disposition, les tubes 16 consti- tuent les parties supérieures ou ciels inclinés des sections 28A et 28C et les parties inférieures ou fonds des sections 28B et 28D, tandis que les tubes 15 forment les parties inférieures ou fonds des sections 28A et 28C et les parties supérieures ou ciels des sections 28B et 28D. La section du pas- sage est inférieure à la moitié de la surface transversale de la chambre d'al- lumage, vue de l'avant de la chambre de combustion et elle est de préférence de 20 à 40 % de la section transversale de la chambre ou section d'allumage.
En service, la section 28A regoit un courant pratiquement verti- cal de combustible en ignition et de cendres en suspension de la sortie 26 de la section d'allumage et dirige le courant vers l'arrière dans la section adjacente 28B. En passant de la section 28A à la section 28B, le courant de combustible en ignition et de produits de combustion gazeux fait un coude de faible rayon d'une amplitude angulaire de 150 approximativement, renversant en substance la direction du courant. Ce renversement brusque du courant se répète en sens successivement opposés lorsque le courant arrive à chacune des sections de passage consécutives 28C et 28D. A la fin de la section 28D le courant est déchargé de haut en bas par la sortie 27 dans la chambre 13.
De la sortie 27 au sommet de la chambre collectrice de cendres 13, les tubes de la paroi avant 15 s'étendent de haut en bas et sont raccor- dés à un collecteur horizontal 30 qui est relié au corps cylindrique infé- rieur 31 du générateur de vapeur 14 comme il sera décrit ci-après. Les parois de front et de côté de la chambre collectrice de cendres 13 sont constituées par les parties inférieures verticales des rangées de tubes 15, 18 et 20.
Les tubes de rang impair de la paroi tubulaire arrière 16 sont coudés de manière à sortir de l'alignement des autres tubes pour former deux rangées de tubes nus qui sont inclinés de haut en bas et vers l'arrière entre l'ou- verture 27 et un point à une certaine distance au-dessus du fond de la cham- bre 13 et constituent un écran à scories incliné 32 à travers lequel les'gaz de chauffe passent en quittant la chambre 13. Au-dessous de l'extrémité infé- rieure de l'écran à scories 32, les parties inférieures des tubes 16 forment une paroi arrière verticale et le fond incliné de la chambre 13, les extré- mités inférieures des tubes s'ouvrant dans le collecteur 30.
Les tubes d'une rangée tubulaire 33 sont inclinés de haut en,bas à partir du corps cylindri- que 31 pour converger dans la rangée de tubes 16 à l'extrémité inférieure de l'écran à scories 32 et se raccorder au collecteur 30. Le fond de la chambre 13 est pourvu près de son extrémité inférieure d'un trou de coulée des scories 34 qu'on obtient en coudant les parties antérieures d'un certain nombre de tubes du fond. Un tampon 35 est monté sur un bras 36 de manière qu'on puisse fermer ou ouvrir le trou de coulée 34 en soulevant et en abaissant le tampon, respectivement. Le bras est actionné au moyen d'un piston hydraulique 37 qui peut être réglé à la main ou être aménagé pour se déplacer périodiquement en réponse à des impulsions transmises par une minuterie appropriée (non repré- sentée).
Les cendres ou scories en fusion s'écoulant dans le trou de coulée tombent dans un réservoir 38 contenant de l'eau et en sont évacuées pour être employées à des usages appropriés par un transporteur à vis 40 incliné de bas en haut.
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Dans la forme d'exécution représentée de l'invention, un com- bustible sous forme de particules contenant des cendres,tel que le charbon pulvérisé est amené à la section d'allumage 11 à travers un courant d'air d'entrainement ou air primaire par un tuyau d'amenée 41, le charbon brut've- nant dune soute supérieure 42 étant appelé par un tuyau de descente 43 dans un appareil pulvériseur 44 et le charbon pulvérisé entraînant de l'air étant refoulé de ce 'dernier dans le tuyau 41.
L'extrémité supérieure du tuyau d'a- menée 41 est divisée en une série de tuyères allongées horizontales 46 qui sont disposées à distances convenables les unes des autres dans une rangée horizontale pour refouler le combustible emportant l'air dans les lumières de brûleurs correspondants ménagées dans la paroi avant de la section d'al- lumage 11. Les lumières des brûleurs sont formées en déportant une partie des tubes de rang pair de la paroi avant 15 et en les dégarnissant de leurs pointes et de leur matériau réfractaire, comme c'est représenté sur-la Fig.
3, pour former une série de lumières de brûleurs intertubes allongéesver- ticalement 47 dans la paroi avant de la section d'allumage. Les extrémités internes des tuyères 46 se terminent dans le plan central de la rangée de tubes 15 et en contact avec les tubes adjacents.
Les tuyères 46 et les lu- mières 47 sont disposées de telle manière que les courants de combustible et d'air qui en sont déchargés sont dabord dirigés à peu près horizontale- ment vers la paroi postérieure de la section d'allumage 11. Une boîte à air extérieure 48 renferme les lumières 47 et entoure les tuyères 46, de telle sorte que l'air sous pression super=-atmosphérique refoulé d'une source ex- térieure dans la boîte passe par les lumières 47 à la fois au-dessus et au- dessous des tuyères 46 de façon à former l'air comburant secondaire pour le combustible.
Dans certaines conditions de fonctionnement, il peut être désirable de diviser la quantité nécessaire d'air secondaire à la chambre de combustion., Dans ce but, une conduite d'air au moins 49 munie d'une soupape s'étend du fond de la boite à air 48 et est susceptible de se décharger en- tre des tubes adjacents dans la section 28B du passage9 comme c'est repré- senté sur la Fig. 1.
Le réchauffage préalable de l'air comburant secondaire pour la chambre de combustion 10 est désirable, bien que n'étant pas indispensable.
Comme c'est représenté sur la Fig. 1, l'air secondaire amené aux lumières de brûleurs 47 est préalablement réchauffé à une température élevée dans un ré- chauffeur d'air du type à récupération 50 monté au-dessus du générateur de vapeur. Dans le dispositif représenté sur la Fig.
1 constituant une instal- lation d'essai, les gaz de combustion à haute température sont retirés de la monture du générateur de vapeur par un conduit 51 avant qu'ils ne pénè- trent dans les faisceaux tabulaires, et envoyés dans une série de groupes de tubes 52 à l'intérieur du réchauffeur pour être évacués par la cheminée 530 L'air amené d'une soufflerie de tirageforcé 55 aurédauffeur50 par un con- duit d'air 54, passe sur les tubes 52 du rehauffeur dair et est refoulé par le conduit d'échappement 56 dans la boîte à air 48. Dans la disposition décrite, des températures de l'air de l'ordre de 870 F ont été atteintes et l'air réchauffé a été employé pour la combustion dans le procédé décrit.
Une dérivation avec vanne 57, établie entre la partie d'adduction de l'air du réchauffeur et le conduit de refoulement 56 permet de proportionner les quan- tités d'air froid et d'air chaud pour régler la température de 1?air secon- daire amené dans la boîte à air 48.
Pour la mise en marche on emploie un dispositif d'amorçage 17, par exemple un brûleur à huile,pour réchauffer préalablement la section d'allumage 11. Ensuite, le charbon pulvérisé est envoyé conjointement avec l'air qui l'entraîne dans le tuyau 41 et les tuyères 46 dans la section d'allumage 11 où il est enflammé par la flamme du dispositif d'amorçage. Lors- que la flamme du charbon s'est stabilisée, l'emploi du dispositif d'amorça ge 17 est interrompu.
Les courants d'air primaire - charbon pulvérisé'pénétrant dans la section d'allumage 11 se mélangent rapidement avec les courants d'air com- burant secondaire superjacents et sousjacents et la majeure partie des parti- cules de charbon fines brûlent pendant leur parcours dans le trajet en U
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qu'elles suivent à l'intérieur de la section d'allumage jusqu'à la sortie
26.
Les résidus de cendres des particules de charbon brûlées sont libérés dès le début pratiquement en fusion et une certaine quantité de globules de cen- dres et d'autres matières solides en suspension sont chassées à l'extérieur du courant de combustible en ignition et de gaz en grande partie par suite du renversement de la direction de ce courant dans la section d'allumage en raison de la position relative des tuyères de brûleurs 46 et-de la sortie 26.
Le combustible et l'air sont normalement amenés en quantités suffisantes pour maintenir la section d'allumage à une température dépassant la température des cendres fluides, de telle sorte que les globules de cendres en fusion ve- nant en contact avec les parois de la section tendent à y adhérer pour for- mer une pellicule de cendre visqueuse se déplaçant de haut en bas le long de ces parois.
La masse ou le courant en ignition des produits gazeux de la combustion, des matières combustibles en ignition et d'air chaud, conjointe- ment avec ses globules de cendres en suspension, passe par un coude brusque de leur trajectoire en quittant la section d'allumage 11 pour pénétrer dans la section 28A du passage par la sortie 26. L'important changement de direc- tion du courant provoque un nouveau mélange intime des constituants du cou- rant en ignition, donnant lieu à une agglomération des particules de cendres en fusion à l'état de suspension et une nouvelle séparation des cendres sous l'action de l'inertie sur les particules et de l'adhérence aux parois du pas- sage.
La cendre en fusion ainsi séparée s'écoule de haut en bas le long des parois latérales et du fond de la section 28A du passage et tombe sur le fond de la section sous-jacente ou glisse sur le bec arrondi à l'extrémité du fond en s'écoulant ensuite partiellement le long du ciel de la section sous-jacente avant que l'effet de la gravité ne la fasse tomber. La partie rectiligne de chaque section de passage provoque une accélération de toutes particules solides ou liquides en suspension dans le courant en ignition, de telle sorte que lorsque le courant vire en passant d'une section du pas- sage à la section sous-jacente, le moment d'inertie des particules tend à les chasser vers l'extérieur et les amener en contact avec la paroi de dé- limination du coude du passage.
Les coudes successifs à l'endroit des chan- gements de direction de la trajectoire du courant en ignition continuent à produire l'effet d'agglomération et de séparation de la chambre de combus- tion. Il est vraisemblable que les grandes vitesses du gaz dans la section sinueuse de la chambre de combustion qui sont de l'ordre indiqué ci-après sont essentielles pour provoquer une agglomération effective des fines par- ticules de cendres en fusion libérées pendant la combustion d'un combusti- ble solide pulvérisé à teneur en cendre, dans une mesure suffisante pour provoquer leur séparation du courant en ignition sous l'action répétée de la force d'inertie qui y est exercée par les renversements successifs de la direction du courant.
Ces renversements successifs de la direction du courant de com- bustible en ignition, d'air comburant et de produits de combustion sont ex- trêment efficaces pour mélanger mieux encore les particules de combustibles non brûlées et partiellement brûlées avec l'air comburant du courante par suite de l'état de turbulence ou de tourbillonnement existant dans les ré- gions où le mouvement de virage des gaz se produit. Le mélange intime répé- té du combustible non brûlé et de l'air pendant le passage du courant dans la section sinueuse de la chambre de combustion contribue à assurer des con- ditions de combustion extrêmement efficaces.
Le maintien d'une pellicule ou d'une couche de cendres en fu- sion sur les parois de délimitation de la section d'allumage 11 et du pas- sage sineux 28, et particulièrement sur les surfaces des parois qui se trou- vent à l'endroit ou à proximité des coudes du passage sinueux, contribue aus- si à assurer l'efficacité de la combustion du combustible dans la chambre de combustion, particulièrement lorsque les dimensions maxima des particules du combustible dépassent celles qui existent normalement dans le charbon gras pulvérisé, comme c'est le cas lorsqu'on brûle du charbon concassé ou calibré.
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Dans ce cas les grosses particules de combustible tendent à se séparer du courant dans la section d'allumage et dans les régions du passage où së pro- duit le mouvement de virage des gaz et à être reténues par la pellicule'de cendres fondues sur les parois du passage. L'action de frottement du courant à grande vitesse contenant de l'oxygène sur cette pellicule fait brûler ra- pidement sur place les particules de combustible retenues et les résidus de cendres se joignent à la cendre de la pellicule en fusion.
Les gaz de combustion qui pénètrent dans la chambre collectrice de cendres 13 de la chambre de combustion sont soumis à un renversement'final de la direction du courant pour arriver à la sortie des gaz de la chambre 13 en travers de laquelle s'étend l'écran à scories 32. Ce changement brusque ' de direction est l'occasion finale d'une séparation des particules de cendres en fusion dans la chambre de combustion. L'action séparatrice des cendres est très efficace et une très grande proportion sinon la presque totalité des constituants de cendres récupérables peuvent être tirés des gaz avant le départ de ceux-ci de la zone de combustion.
Toutes particules fines de cendres restant dans les gaz chauds qui quittent là chambre 13 sont refroi- dies à une température inférieure à la gamme des températures de fusion de la cendre lorsque les gaz passent à travers l'écran à scories 320
Dans la disposition décrite, la direction du courant de gaz à travers la chambre de combustion et celle du mouvement de la pellicule de cendres en fusion sur les surfaces de la paroi sont parallèles d'une façon générale, bien que des courants transversaux relatifs se produisent dans certaines parties de l'appareil.
La circulation en courants parallèles est celle préférée pour les parcours de gaz et de cendres, l'un par rapport à l'autre, mais la chambre de combustion peut être établie de manière que la circulation des courants l'un par rapport à l'autre se fait principalement suivant le principe des courants transversaux ou principalement suivant le principe des contre-courants, tout en conservant les caractéristiques dé- sirables de l'invention concernant la séparation et l'enlèvement des cendres et la combustion du combustible.
A titre d'exemple, mais sans s'y limiter, on citera le cas d'une chambre de combustion expérimentale construite en substance' comme il a été décrit qui a fonctionné à des allures de 3000 à 6000 livres (env. 1360 à 2720 kg. ) de charbon gras pulvérisé par heure. Les charbons gras et les char- bons à longues flammes employés avaient une teneur en cendres comprise entre 9,6 et 24 %, une teneur en matières volatiles s'échelonnant de 18 à 42 %, et des températures de fluidité des cendres dans les conditions oxydantes comprises entre 2490 F et 2700 F (env. 1360 et 14800C). Dans cette gamme de caractéristiques les températures de la chambre de combustion maintenues é- taient telles que la cendre en fusion était continuellement soutirée par le trou de coulée 34.
La vitesse de pointe à la tuyère du charbon pulvérisé entraîné par l'air était de 4000 à 6000 pieds (env. 1200 à 1800 m) par minu- te, tandis que la vitesse du courant en ignition passant dans le passage 28 était de l'ordre de 5000 à 8000 pieds (env. 1500 à 2400 m) par minutée Pour un degré de finesse du charbon pulvérisé correspondant à un passage de 70 à 80 % à travers un tamis de 200 mailles, de'94 à 99 % à travers un tamis de 100 mailles;, et de 99 % à travers un tamis de 50 mailles, et avec un excès d'air de l'ordre de 10 à 20 %, on a trouvé que la charge de poussières des gaz quittant la chambre de combustion était inférieure à 1 kg. par 1000 kg. de gaz des carneaux.
Suivant un autre exemple plus spécifique, du charbon Fairmont pulvérisé ayant une teneur en matières volatiles de 4199 % et une teneur en cendres de 9,6 % a été amené à la chambre de combustion à une allu- re de 5.980 livres (env. 2710 kg) par heure. Ce charbon présentait une tem- pérature de fluidité des cendres dans les conditions oxydantes-de 2590 F (env. 1420 C) et était pulvérisé à un degré de finesse correspondant au pas- sage de 70,4 % à travers un tamis de 200 mailles, 94,4 % à travers un tamis de 100 mailles et 99,8 % à travers un tamis de 50 mailles pour son admission dans la chambre de combustion.
Dans ces conditions, pour une température de l'air secondaire de 725 F et avec un pourcentage d'air total de 125 % mesuré à la sortie du réchauffeur d'air, on a constaté que la charge de poussières
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à la cheminée était de 68 kg. de poussières pour 1000 kg. de gaz de carneaux.
Bien que l'invention convienne particulièrement à la combustion de charbons gras pulvérisés et à la séparation des cendres en fusion, dans la zone de combustion, le procédé et la chambre de combustion décrits peuvent aussi être employés avantageusement pour d'autres combustibles. Des combusti- bles solides à teneur en cendres et à particules relativement grosses peuvent aussi être brûlés efficacement avec une séparation effective des cendres dans la chambre de combustion décrite, le combustible pouvant avoir été préparé par concassage ou par criblage. Toutefois ce combustible sous forme de gros- ses particules doit être fourni en calibrage choisi, en vue de déterminer ses propriétés de pulvérisation et sa teneur en matières volatiles.
Par exem- ple,un charbon gras à teneur élevée en matières volatiles qui a subi une préparation par concassage ou criblage à 1/4 de pouce (env. 6 mm) de calibre maximum et donnant approximativement un passant de 10 % à travers un tamis de 200 mailles, contient ordinairement une quantité suffisante de "fines" pour être utilisé dans la chambre de combustion.
Toutefois un charbon ' plus faible teneur en matières volatiles devra subir une préparation donnant un plus grand pourcentage de fines, comme par exemple un calibre maximum de l'ordre de 1/4 de pouce (env. 6 mm) avec un passant de 15 % à travers un ta- mis de 200 mailles. Lorsqu.'on utilise ces combustibles sous forme de parti- cules relativement grosses la pellicule de cendres en fusion sur les pa- rois de la zone de combustion est particulièrement efficace pour saisir les particules de combustible, de telle sorte que ces dernières seront mainte- nues en contact de frottement avec les gaz à teneur en oxygène ce qui a pour effet de consumer complètement la teneur en combustible des particules de charbon à l'intérieur de la chambre de combustion.
Un fondant, tel que le carbonate de chaux et/ou la soude caustique, peut être ajouté à tous les combustibles décrits pour augmenter la fluidité de la cendre et abaisser sa gamme de températures de fusion. Des effets similaires peuvent aussi ê- tre obtenus avec des combustibles contenant des cendres en faisant travail- ler la section d'allumage en atmosphère réductrice et en amenant le restant de l'air secondaire nécessaire par les tuyaux 49.L'effet consistant à mé- langer et remélanger le courant à grande vitesse dans le passage tortueux garni de réfractaire de la chambre de combustion est efficace pour la com- bustion de combustibles à faible teneur en matières volatiles et à faible teneur en cendres, tels que le coke de pétrole, qu'on trouvait jusqu'à pré- sent difficile à brûler en suspension sans l'aide d'un combustible auxiliai- re.
Les résultats décrits sont atteints avec une chute de pression relative- ment faible dans la chambre de combustion, notamment des chutes de pression de 2 à 8 pouces (env. 5 à 20 mm) de colonne d'eau pour une gamme de charges de 3000 à 6000 livres (env. 1360 à 2720 kg.) de charbon par heure, et par conséquent avec un ventilateur de tirage forcé 55 de capacité et consommation relativement réduites,
On peut employer des combustibles ayant une échelle de tempéra- tures de fusion des cendres plus étendue en changeant la forme de la section transversale du passage de manière à réduire le rapport du volume de la cham- bre de combustion à la périphérie de cette chambre.
REVENDICATIONS.
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