<Desc/Clms Page number 1>
FDYER A CHARBON PULVERISE.
L'invention est relative à un foyer à charbon pulvérisé convenant même à la combustion de qualités de poussières à faible teneur en matières volatiles pour des charges très variables et en particulier pour de faibles charges pour lesquelles en règle générale la conduite de foyers à charbon pulvérisé du genre décrit antérieurement n'est plus possible.
Elle consiste en ce qu'on prévoit au foyer des espaces d'entrée du charbon pulvérisé, qui servent de chambres d'allumage et qui, également, même pour les charges les plus faibles , donnent les températures élevées nécessaires à assurer l' allumage et la fusion des scories.- Mais avant tout, le démarrage d'une chau- dière de ce genre est à présent excessivement simple parce que le petit volume des chambres d'allumage conformément à l'invention et la faible sur- face de leurs parois permet un chauffage excessivement rapide et intense des chambres d'allumage par des moyens connus en soi, tels qu'un brûleur à gaz ou à huile, de-manière que, déjà au bout de peu de temps, la températu- re nécessaire à l'allumage du charbon pulvérisé est obtenue.
Dans beaucoup de cas, on n'aura même plus besoin de moyens particuliers, mais il suffira d'introduire de l'oxygène du commerce pour produire de soi-même l'allumage de la poussière de charbon, parce qu'une diffusion exagérée de l'oxygène à l'extérieur des petites chambres n'est pas possible et que la concentra- tion en oxygène dépasse de façon correspondante celle des foyers usuels.-
Suivant la présente invention, on dispose ces chambres d'allumage parallèles au foyer, de manière donc que la chaleur qu'elles contiennent ne passe pas uniquement de façon automatique presqu'entièrement dans le foyer par l'ouverture de communication entre les chambres d'allumage et le foyer,
mais qu'également les pertes de chaleur à travers les parois ne passent que par moitié aux parois extérieures alors que l'autre moitié passe dans des parois voisines du foyer et, bien que devant être considérée comme perte au point de vue des chambres d'allumage conformes à l'invention, est amenée dans le foyer pour être utilisée. Les pertes de chaleur totales dans un foyer conforme à l'invention ne sont par conséquent pas ou ne sont seulement
<Desc/Clms Page number 2>
que d'une manière insignifiante supérieures à celles d'un foyer tel qu'utili- sé jusqu'à présent.
L'avantage de la disposition de ces chambres consiste en ce que, à cause de leur faible volume comparativement à celui du foyer même pour de très petites charges, les températures d'allumage sont toujours assurées.
Ceci vaut, non seulement parce que le volume est plus faible et que par con- séquent le rayonnement de chaleur sur les parois des chambres d'allumage im- médiàtement voisines de la flamme d'une chambre d'allumage est très intense, mais aussi parce que les charges les plus faibles qui ne peuvent plus être assurées avec du combustible ordinaire dans les foyers utilisés jusqu'à pré- sent, parce qu'il ne se produit plus d'allumage, peuvent encore être mainte- nues à présent sans difficulté parce qu'il est possible sans plus, sur plu- sieurs chambres d'allumage disposées auprès d'un foyer, de n'en maintenir qu'une partie ou même une seule en marche.
De même, de cette manière, même pour les plus petites charges, un blocage du foyer est impossible parce que, dans une chambre d'allumage unique conforme à l'invention, la tempéra- ture de fusion des scories peut toujours être maintenue avec sécurité, et parce que,'pour une conception appropriée de la construction du foyer, l'é- coulement des scories est également assuré.
On peut utiliser le foyer à des buts quelconques, c'est-à-dire aus- si bien pour des chaudières à vapeur, en particulier des chaudières à rayon- nement, que pour des fours industriels de tous genres et pour des appareils analogues qui nécessitent un foyer. Particulièrement dans des chaudières à vapeur, on réalise ainsi l'avantage que par le maintien constant des tempé- ratures de fusion, n'importe quelles dispositions particulières, par exemple la réunion par groupes, de tuyères mobiles parmi lesquelles, pour de faibles charges, une partie est dirigée sur les tubes de chauffe et une autre sert au maintien de la température des scories sur la trémie de fusion, ne sont à présent plus nécessaires de sorte que bien plus,
les tuyères prévèes dans chaque chambre d'allumage peuvent être construites fixes et que tout appa- reil de réglage de leur mouvement disparaît. De cette manière, une installa- tion conforme à l'invention se simplifie notablement.
Il est à recommander de disposer les chambres d'allumage de maniè- re que le combustible soit injecté en sens inverse de la direction du courant principal du foyer parce que de cette manière une unique inversion du courant de gaz est seulement nécessaire et parce que, par cette inversion, les consti- tuants les plus gros des scories sont séparés.
Ceci se recommande par exem- ple particulièrement également dans le cas où on utilise le foyer en combinai- son avec une chaudière à rayonnement, dans laquelle le sens du courant prin- cipal dans le foyer est dirigé de bas en haut, car dans cette disposition, conformément à l'invention, le sens du courant de gaz dans les chambres d'al- lumage serait dirigé de haut en bas et par conséquent, vers les trémies de fusion qui peuvent ensuite être prévues séparées pour chaque chambre d'alluna- ge
De même, les chambres d'allumage de foyers à section rectangulai- re ou quadratique, telles qu'on les utilise en général, peuvent être disposées dans les coins et avoir ainsi une section en forme de triangle rectangle iso- cèle,
de sorte que l'encombrement extérieur d'un foyer n'augmente d'aucune façon et que d'autre part le foyer malgré la construction d'ensemble rectan- gulaire de la chaudière, se rapproche davantage sur sa face extérieure de la forme cylindrique idéale au point de vue de la technique de la chaleur.
Mais d'autre part, on peut également, pour autant qu'on préfère la forme de paroi droite par exemple à cause de la disposition des parois à tubes de refroidissement, construire les chambres d'allumage de telle maniè- re qu'elles n'avoisinent chaque fois qu'une paroi unique du foyer. Il résul- terait par exemple de cette manière une section rectangulaire allongée du foyer et chaque fois une chambre d'allumage attenant à l'extérieur de chaque paroi, de sorte que jusque quàtre chambres d'allumage pourraient'être prévues.
Mais on peut également construire seulement deux chambres d'allumage opposées l'une à l'autre ou bien encore un nombre impair de chambres d'allumage, c'est- à-dire donc une ou trois. Dans cette construction, les chambres d'allumage
<Desc/Clms Page number 3>
s'étendent en général sur la largeur complète des parois du foyer. Mais il est encore possible, de ne prévoir les chambres d'allumage que sur une partie de la largeur du foyer, au cas où la charge minimum est particulière- ment faible. Mais on peut également atteindre le même but dans une gamme de puissances plus étendues en subdivisant chaque chambre d'allumage dont la section a la forme d'un rectangle allongé en plusieurs chambres ou cellu- les d'allumage individu-elles.
Au point de vue de la construction, on peut facilement monter les chambres d'allumage conformes à l'invention en prévoyant en plus des parois tubulaires d'évaporation déjà prévues au foyer d'origine, des parois tubulaires d'évaporation supplémentaires, mais devant encore être comprises dans la périphérie de la chaudière. D'autre part, on peut munir précisé- ment les parois tubulaires de refroidissement, qui forment les chambres d'al- lumage, d'une circulation'forcée de l'agent refroidisseur, c'est-à-dire en général l'eau qu'on refoule par conséquent au moyen de pompes à travers les tubes des parois de refroidissement.
En outre, il est à recommander de re- vêtir ces parois tubulaires, suivant les besoins, en tout ou en partie, de fagon connue en soi, de masses de réflexion de la chaleur ' d'une part pour protéger les tubes, d'autre part pour réduire l'absorption de chaleur par les tubes et pouvoir mieux maintenir les températures d'allumage et de fusion des scories, mais finalement, comme le montre l'expérience, pour ré- gler la combustion à l'intérieur de ces chambres par la hauteur de la tempé- rature et opérer de cette façon en atmosphère oxydante ou réductrice, par- ce qu'il est démontré que le genre d'atmosphère exerce une influence, sur la température de fusion des scories.
Alors qu'il a été dit précédemment et qu'il est évident en soi que chaque chambre d'allumage possède une trémie de fusion qui lui est pro- pre, suivant une autre réalisation de l'invention, on ne prévoit qu'une seule trémie commune à toutes les chambres d'allumage et au foyer, c'est- à-dire au foyer dans son ensemble, d ont les tubes peuvent à nouveau être revêtus de façon connue en soi d'une masse réfléchissant la chaleur, de sorte que par conséquent cette trémie fonctionne avec sécurité comme tré- mie de fusion et qu'on puisse enlever les scories à l'état liquide.
Pour alors calmer le courant dans la trémie et permettre ainsi une bonne liquéfaction des scories, il est recommandée en outre, de prévoir entre la sortie des flammes des chambres d'allumage, et la trémie, des sur- faces de guidage, disposées parallèlement aux parois de la trémie et de fai- re dévier le courant de flamme vers le milieu de la trémie. Cette dévia- tion doit naturellement être prévue simultanément de manière que les flammes ne glissent plus le long des parois mêmes de la trémie, mais qu'elles s'in- curvent vers le haut notablement au-dessus de son point le plus bas de ma- nière qu'il se produise au point de vue de la technique des courants, un espace mort dans la partie inférieure de la trémie.
Le courant de flammes sert donc, dans une certaine mesure, de barrage entre l'espace de la trémie et le foyer proprement dit de sorte que, même pour de basses températures dans le foyer, les températures de fusion élevées nécessaires dans l'espa- ce de la trémie, se maintiennent dans toutes circonstances. Le dispositif a donc le double but, d'une part, par la déviation subite des courants de flammes, de favoriser la séparation mécanique,d'autre, part, d'exercer un effet de barrage thermique entre l'espace de la trémie et le foyer.
En outre, la scorie peut s'égoutter le long des parois des surfaces de guidage et parvenir aussitôt au voisinage de la sortie des scories.
L'effet de séparation des surfaces de guidage peut encore être favorisé si on dispose en dessous d'elles des tuyères pour l'air addition- nel. Celles-ci renforcent donc encore davantage, d'une part la déviation subite, et augmentent d'autre part l'espace de la trémie, déplacent en troisième lieu la chute des gouttes de scories davantage vers la sortie de la trémie et permettent, en plus de ce qui a été dit, une combustion plus active.
Si on ne retire pas les scories à l'état liquide, mais qu'on les
<Desc/Clms Page number 4>
granule de façon connue en soi, il se recommande de maintenir sans revête- ment les tubes de la trémie commune de façon connue correspondante. Le foyer correspondant à l'invention offre également cette possibilité sans plus.
L'addition d'air secondaire peut être prévue non seulement en dessous des parois de guidage de chaque chambre d'allumage, mais indépendam- ment d'elles ou exclusivement également dans les chambres d'allumage elles- mêmes. Si cela s'effectue de manière que les tuyères d'air secondaire soient disposées en plusieurs rangées superposées, et qu'à l'intérieur des rangées, elles soient dirigées l'une vers l'autre, on peut provoquer de cet- te façon un mélange intime entre les flammes et l'air secondaire, de sorte que, suivant le degré de combustion, de l'air secondaire frais pénètre dans le .courant de flammes à intervalles successifs dans le temps et dans l'espace.
On peut en même temps utiliser cette disposition pour provoquer une vibration dans le courant de flammes, qui sert de façon connue en soi à détruire l'enveloppe de Co qui se forme autour de chaque petit grain de pous- sière lors de la combustion et à effectuer la combustion vibrante à une vi- tesse de combustion élevée connue. La réalisation de la combustion vibran- te est évidemment notablement plus simple, plus sûre et plus économique à atteindre dans les petites chambres d'allumage conformes à l'invention que dans un grand foyer.
Le passage le plus favorable au point de vue de la technique des courants de la vitesse élevée de sortie du mélange d'air et de poussières de charbon des tuyères des brûleurs dans les chambres d'allumage peut s'ob- tenir par des élargissements des chambres du genre de diffuseurs connus en soi.
Ces élargissements peuvent également être conçus dans chaque cham- bre par recoupements de manière que la section des chambres dans le sens du -courant ait plusieurs fois la forme de tuyères et s'élargisse à la manière d'un diffuseur. On peut également réaliser de cette façon la combustion vibrante déjà mentionnée. En outre, on peut disposer également des tuyères spéciales de façon connue pour l'injection de cendres de filtres de retour, qui alors encore doivent être disposées dans un foyer conforme à l'invention en direction de la zone de combustion la plus chaude.
On représente en annexe un exemple de construction de l'invention dans lequel le foyer est appliqué à une chaudière à vapeur à rayonnement.
La figure 1 représente une chaudière munie d'un foyer conforme à l'invention, en coupe suivant la ligne I-I des figures 2 - 4.
Les figures 2, 3 et 4 représentent. des coupes correspondantes à travers le foyer et les chambres d'allumage de la chaudière suivant la fi- gure 1.
La figure 5 représente une coupe longitudinale à travers le foyer et les chambres d'allumage d'une chaudière suivant une autre réalisation et la figure 6 représente schématiquement une chambre d'allumage à combustion vibrante.
Le foyer 10 suivant la figure I, dont les parois sont revêtues tout autour de tubes d'évaporation 11 qui débouchent à leurs extrémités in- férieures dans les chambres 12 et à leurs extrémités supérieures dans les tambours 13, forme principalement la partie rayonnante de la chaudière.
Dans les quatre coins de ce foyer se trouvent des chambres d'allumage 14 (figures 1 et 2) formées par les tubes d'évaporation des parois du foyer, et dont les parois intérieures sont revêtues d'une masse réfractaire 15 ré- fléchissant la chaleur. A la partie supérieure de ces chambres d'allumage débouchent les brûleurs 16 qui insufflent vers le bas le mélange d'air et de poussières de charbon devant être brûlé. On introduit l'air nécessaire à la combustion également en l'injectant de haut en bas par la conduite 17.
L'allumage initial du mélange d'air et de poussières de charbon s'effectue soit au moyen d'une flamme à gaz ou à l'huile ou en introduisant de l'oxygè-
<Desc/Clms Page number 5>
ne de pureté industrielle. A cause du revêtement réfléchissant la chaleur des chambres d'allumage, il s'établit dans celles-ci une température de com- bustion élevée de sorte que les particules individuelles de poussières de charbon brûlent rapidement et complètement et que les scories restantes sont projetées rutilantes sur les surfaces de chocs 18 et parviennent de là par les points d'égouttage 19 dans la trémie 20 du foyer d'où on les retire, sui- vant le mode de marche prévu pour la chaudière, soit comme on le montre dans l'exemple, à l'état granulé soit encore à l'état liquide, Pour réaliser la combustion complète des gaz de foyers dégagés,,
on introduit en partie dans les chambres d'allumage et en partie à l'endroit d'inversion des gaz du foyer, de l'air supplémentaire par des tuyères d'injection 21. Si l'installation fonctionne comme chaudière de granulation, il est également avantageux d'in- troduire une nouvelle fois de l'air en dessous des arêtes d'égouttage par des tuyères d'injection 22, et cet air exerce une action intense de granula- tion sur les scories qui s'égouttent et sur les petites gouttes de scories qui continuent à couler derrière elles. Les surfaces de choc ainsi que les arêtes d'égouttage sont 'constituées de préférence par les tubes d'évapora- tion des parois du foyer, revêtus de leur côté d'une masse réfractaire.
L'exemple représenté sur les figures 1 et 2 représente la dispo- sition la plus favorable des chambres d'allumage, et cela.dans les coins du foyer. Dans cette disposition apparaissent également les'avantages supplé- mentaires d'un montage uniforme et d'une circulation d'eau uniforme qui en résulte dans les tubes d'évaporation du foyer. Mais on peut également dis- poser les chambres d'allumage conformément aux figures 3 et 4 en munissant de chambres d'allumage la largeur totale de toutes les quatre.parois du foyer ou de deux parois du foyer opposées; l'effet au point de vue de la technique des foyers reste le même.
Seulement, les rapports de rayonnement des gaz de combustion sur les parois tubulaires d'évaporation du foyer ne sont pas aus- si favorables que dans les exemples suivant les figures 1 et 2 parce que les coins sont plus éloignés du centre des flammes.
La figure 5 représente une disposition dans laquelle les chambres d'allumage 23.sont élargies en forme de diffuseurs vers le bas. Dans les chambres d'allumage revêtues de tubes de refroidissement 24, on injecte de l'air secondaire par des tuyères 25, en disposant ces tuyères en différents groupes superposés, mais à la même hauteur dans chaque groupe et dirigées de tous les côtés vers le centre des chambres d'allumage,.
Suivant la figure 6, la chambre d'allumage 26 a des parois qui s'élargissent tout d'abord en forme de diffuseur à la partie supérieure 27 puis qui se rétrécissent en forme de tuyères en 28, présentent un étrangle- ment prononcé en 29 et de nouveau un élargissement en forme de diffuseur en 30. En dessous de l'extrémité inférieure 31, on prévoit conformément à l'invention, une paroi de guidage 32 qui fait dévier le courant de flammes vers le milieu du foyer.
REVENDICATIONS
1/ Foyer à charbon pulvérisé caractérisé par des chambres d'allu- mage disposées auprès du foyer et parallèlement à lui.
<Desc / Clms Page number 1>
PULVERIZED CHARCOAL FDYER.
The invention relates to a pulverized charcoal hearth suitable even for the combustion of dust qualities with a low volatile content for very variable loads and in particular for low loads for which, as a general rule, the conduct of pulverized coal fireplaces of the kind described previously is no longer possible.
It consists in providing the combustion chamber with pulverized coal inlet spaces, which serve as ignition chambers and which, also, even for the weakest loads, give the high temperatures necessary to ensure ignition and. melting slag.- But above all, the start-up of a boiler of this kind is now excessively simple because the small volume of the ignition chambers according to the invention and the small surface area of their walls allows excessively rapid and intense heating of the ignition chambers by means known per se, such as a gas or oil burner, so that, already after a short time, the temperature necessary for the ignition. ignition of the pulverized coal is obtained.
In many cases, we will no longer even need special means, but it will suffice to introduce commercially available oxygen to produce the ignition of the coal dust by itself, because an exaggerated diffusion of oxygen outside the small chambers is not possible and the oxygen concentration correspondingly exceeds that of the usual hearths.
According to the present invention, these ignition chambers are arranged parallel to the hearth, so that the heat they contain does not only pass automatically almost entirely into the hearth through the communication opening between the chambers of ignition and fireplace,
but also that the heat losses through the walls only pass by half to the outer walls while the other half passes into walls adjacent to the hearth and, although to be considered as loss from the point of view of the chambers of ignition according to the invention, is brought into the hearth for use. The total heat losses in a fireplace according to the invention are therefore not or only are
<Desc / Clms Page number 2>
than insignificantly superior to those of a fireplace as used heretofore.
The advantage of the arrangement of these chambers is that, because of their small volume compared to that of the hearth, even for very small loads, the ignition temperatures are always guaranteed.
This is valid not only because the volume is smaller and therefore the heat radiation on the walls of the ignition chambers immediately adjacent to the flame of an ignition chamber is very intense, but also because the lowest loads which can no longer be ensured with ordinary fuel in the stoves used up to now, because ignition no longer occurs, can still be maintained now without difficulty because it is possible without more, on several ignition chambers placed near a hearth, to keep only a part or even only one in operation.
Likewise, in this way, even for the smallest loads, blocking of the hearth is impossible because, in a single ignition chamber according to the invention, the melting temperature of the slag can always be safely maintained. , and because, for a proper design of the construction of the hearth, the flow of slag is also ensured.
The hearth can be used for any purpose, that is to say both for steam boilers, in particular radiant boilers, as for industrial furnaces of all kinds and for similar apparatus which require a fireplace. Particularly in steam boilers, the advantage is thus realized that, by keeping the melting temperatures constant, any special arrangements, for example the combination in groups, of mobile nozzles among which, for low loads, one part is directed to the heating tubes and another is used to maintain the temperature of the slag on the melting hopper, are now no longer necessary so that much more,
the nozzles provided in each ignition chamber may be constructed fixed and any device for adjusting their movement disappears. In this way, an installation according to the invention is considerably simplified.
It is recommended to arrange the ignition chambers in such a way that the fuel is injected in the opposite direction to the direction of the main current of the hearth, because in this way a single reversal of the gas flow is only necessary and because, by this inversion, the larger constituents of the slag are separated.
This is particularly recommended, for example, also in the case where the fireplace is used in combination with a radiant boiler, in which the direction of the main current in the fireplace is directed from the bottom up, because in this arrangement , according to the invention, the direction of the gas flow in the ignition chambers would be directed from top to bottom and therefore towards the melting hoppers which can then be provided separately for each ignition chamber.
Likewise, the ignition chambers of hearths with a rectangular or quadratic cross-section, as they are generally used, can be arranged in the corners and thus have a cross-section in the form of an isocal right triangle,
so that the external size of a fireplace does not increase in any way and that, on the other hand, despite the overall rectangular construction of the boiler, it comes closer on its exterior face to the cylindrical shape ideal from the point of view of heat technology.
On the other hand, however, it is also possible, provided that the straight wall form is preferred, for example because of the arrangement of the cooling tube walls, to construct the ignition chambers in such a way that they do not each time a single wall of the fireplace. This would result, for example, in an elongated rectangular section of the hearth and in each case an ignition chamber adjoining the outside of each wall, so that as many as ignition chambers could be provided.
But it is also possible to construct only two ignition chambers opposite to each other or even an odd number of ignition chambers, that is to say therefore one or three. In this construction, the ignition chambers
<Desc / Clms Page number 3>
generally extend the full width of the fireplace walls. However, it is still possible to provide the ignition chambers only over part of the width of the hearth, in the event that the minimum load is particularly low. But the same object can also be achieved in a wider range of powers by subdividing each ignition chamber, the section of which has the shape of an elongated rectangle, into several chambers or individual ignition cells.
From the point of view of construction, the ignition chambers according to the invention can easily be fitted by providing in addition to the tubular evaporation walls already provided at the original hearth, additional tubular evaporation walls, but in front of still be included in the periphery of the boiler. On the other hand, it is possible to precisely provide the tubular cooling walls, which form the ignition chambers, with a forced circulation of the cooling medium, that is to say in general the cooling medium. water that is therefore pumped back through the tubes of the cooling walls.
In addition, it is to be recommended to cover these tubular walls, as required, in whole or in part, in a manner known per se, with heat-reflecting masses on the one hand to protect the tubes, on the one hand. on the other hand to reduce the heat absorption by the tubes and to be able to better maintain the ignition and melting temperatures of the slag, but ultimately, as experience shows, to regulate the combustion inside these chambers by the height of the temperature and operate in this way in an oxidizing or reducing atmosphere, because the type of atmosphere has been shown to exert an influence, on the melting temperature of the slag.
While it has been said previously and it is self-evident that each ignition chamber has its own melting hopper, according to another embodiment of the invention, only one is provided. hopper common to all the ignition chambers and to the hearth, that is to say to the hearth as a whole, the tubes can again be coated in a manner known per se with a heat reflecting mass, so that therefore this hopper functions safely as a melting hopper and that the slag in the liquid state can be removed.
In order to calm the current in the hopper and thus allow good liquefaction of the slag, it is also recommended to provide between the outlet of the flames from the ignition chambers and the hopper, guide surfaces, arranged parallel to the walls of the hopper and deflect the flame current towards the middle of the hopper. This deflection must of course be provided simultaneously so that the flames no longer slide along the walls of the hopper themselves, but curl upwards notably above its lowest point of my - denies that from the point of view of the technique of the currents, a dead space occurs in the lower part of the hopper.
The flame current therefore serves to a certain extent as a barrier between the hopper space and the hearth itself so that, even at low temperatures in the hearth, the high melting temperatures required in the space. that of the hopper, are maintained in all circumstances. The device therefore has the dual purpose, on the one hand, by the sudden deflection of the flame currents, to promote mechanical separation, on the other hand, to exert a thermal barrier effect between the space of the hopper and the home.
Furthermore, the slag can drip along the walls of the guide surfaces and immediately reach the vicinity of the slag outlet.
The separating effect of the guide surfaces can be further enhanced if nozzles for additional air are placed below them. These therefore further reinforce, on the one hand the sudden deflection, and on the other hand increase the space of the hopper, thirdly move the fall of the drops of slag more towards the outlet of the hopper and allow, in more of what has been said, more active combustion.
If the slag is not removed in a liquid state, but rather
<Desc / Clms Page number 4>
granule in a manner known per se, it is recommended to keep the tubes of the common hopper uncoated in a corresponding known manner. The hearth corresponding to the invention also offers this possibility without more.
The addition of secondary air can be provided not only below the guide walls of each ignition chamber, but independently of them or exclusively also in the ignition chambers themselves. If this is done in such a way that the secondary air nozzles are arranged in several superimposed rows, and that inside the rows they are directed towards each other, it is possible to cause in this way an intimate mixture between the flames and the secondary air, so that, depending on the degree of combustion, fresh secondary air enters the flame stream at successive intervals in time and space.
At the same time, this arrangement can be used to cause a vibration in the flame current, which serves in a manner known per se to destroy the envelope of Co which forms around each small grain of dust during combustion and to carry out the vibrating combustion at a known high burn rate. The realization of vibrating combustion is obviously considerably simpler, safer and more economical to achieve in the small ignition chambers according to the invention than in a large fireplace.
The most technically favorable passage of the streams from the high exit velocity of the mixture of air and carbon dust from the burner nozzles into the ignition chambers can be obtained by enlargements of the chambers of the kind of diffusers known per se.
These enlargements can also be designed in each chamber by overlapping so that the cross-section of the chambers in the direction of the current has several times the shape of nozzles and widens in the manner of a diffuser. The already mentioned vibrating combustion can also be achieved in this way. In addition, special nozzles can also be arranged in a known manner for the injection of return filter ash, which then again must be placed in a hearth according to the invention towards the hottest combustion zone.
An example of the construction of the invention in which the hearth is applied to a radiant steam boiler is shown in the appendix.
Figure 1 shows a boiler provided with a hearth according to the invention, in section along the line I-I of Figures 2 - 4.
Figures 2, 3 and 4 represent. the corresponding cuts through the fireplace and the ignition chambers of the boiler according to figure 1.
Figure 5 shows a longitudinal section through the hearth and the ignition chambers of a boiler according to another embodiment and Figure 6 schematically shows a vibrating combustion ignition chamber.
The hearth 10 according to FIG. I, the walls of which are coated all around with evaporation tubes 11 which open at their lower ends into the chambers 12 and at their upper ends into the drums 13, mainly forms the radiating part of the chamber. boiler.
In the four corners of this hearth there are ignition chambers 14 (Figures 1 and 2) formed by the evaporation tubes of the walls of the hearth, and the inner walls of which are lined with a refractory mass 15 reflecting the heat. heat. At the upper part of these ignition chambers open the burners 16 which blow downwards the mixture of air and coal dust to be burned. The air required for combustion is also introduced by injecting it from top to bottom through line 17.
The initial ignition of the mixture of air and carbon dust is carried out either by means of a gas or oil flame or by introducing oxygen.
<Desc / Clms Page number 5>
not of industrial purity. Due to the heat-reflecting coating of the ignition chambers, a high combustion temperature is established in them, so that the individual particles of carbon dust burn quickly and completely and the remaining slag is sprayed shiny. on the impact surfaces 18 and from there reach through the drip points 19 into the hopper 20 of the furnace from which they are withdrawn, following the operating mode provided for the boiler, or as shown in Fig. example, in the granulated state or still in the liquid state, To achieve complete combustion of the gases from the evolved hearths,
additional air is introduced partly into the ignition chambers and partly at the gas inversion point of the combustion chamber via injection nozzles 21. If the installation operates as a pellet boiler, it is necessary to It is also advantageous to introduce air again below the drainage ridges through injection nozzles 22, and this air exerts an intense granulating action on the dripping slag and on the slag. small drops of slag that continue to flow behind them. The impact surfaces as well as the drainage ridges are preferably formed by the evaporation tubes of the walls of the hearth, coated on their side with a refractory mass.
The example shown in Figures 1 and 2 shows the most favorable arrangement of the ignition chambers, and that in the corners of the fireplace. In this arrangement also appear the additional advantages of a uniform assembly and of a uniform circulation of water which results therefrom in the evaporation tubes of the furnace. However, the ignition chambers can also be arranged in accordance with Figures 3 and 4 by providing ignition chambers the full width of all four walls of the hearth or two opposing walls of the hearth; the effect from the point of view of the stove technique remains the same.
However, the radiation ratios of the combustion gases on the tubular evaporating walls of the fireplace are not as favorable as in the examples according to Figures 1 and 2 because the corners are further from the center of the flames.
FIG. 5 shows an arrangement in which the ignition chambers 23 are widened in the form of diffusers towards the bottom. In the ignition chambers lined with cooling tubes 24, secondary air is injected through nozzles 25, arranging these nozzles in different superimposed groups, but at the same height in each group and directed from all sides towards the center of ignition chambers ,.
According to FIG. 6, the ignition chamber 26 has walls which first widen in the form of a diffuser at the upper part 27 then which narrow in the form of nozzles at 28, present a pronounced constriction at 29 and again an enlargement in the form of a diffuser at 30. Below the lower end 31, there is provided in accordance with the invention a guide wall 32 which deflects the stream of flames towards the middle of the hearth.
CLAIMS
1 / Pulverized charcoal hearth characterized by ignition chambers arranged near the hearth and parallel to it.