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Publication number: BE509670A
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Description


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  PROCEDE ET CHAUDIERE POUR BRULER DES COMBUSTIBIES SOLIDES, A L'AIDE D'AIR PRIMAIRE ET D AIR SECONDAIRE FOURNIS PAR UNE   SOUFFLERIE.   



   Il est connue   lorsqu-on     brûle   des combustibles solides et afin d'augmenter le rendement   thermiques   d'amener au foyer? à   l'aide   de souffle- ries de Pair primaire et de   19air   secondaire Toutefois,il n'était pratiquement pas possible   jusqu'ici   de dégazer d'une façon complète les sco- ries produites et d'oxyder totalement les constituants combustibles des gaz qui se dégagent sous forme de fumée.

     L'utilisation   ainsi incomplète du combustible   entraîne  outre une perte directe,d'autres inconvénients encore, par exemple des désagréments accrus   lorsque on   nettoie la chaudiè- re pour enlever les scories et des effets nuisibles du point de vue santé 
La présente invention vise à remédier à ces inconvénients et concerne un procédé pour brûler des combustibles solides à l'aide   d'air   primaire et   d'air   secondaire fournis par une   soufflerie,   ainsi qu'une chaudière pour la mise en oeuvre de ce procédé. 



   Le procédé faisant   l'objet   de l'invention consiste à assurer l'adduction par soufflage de   l'air   secondaire avec au moins une composante de déplacement opposée au sens   d'écoulement   des gaz de combustion, de maniè- re telle qu'il se produise dans la zone de combustion un tourbillonnement qui ramène une fois encore les gaz s'échappant sous forme de famée dans la région de la flamme afin d'obtenir une oxydation pratiquement totale de toutes les particules gazeuses combustibles. 



   La chaudière servant à brûler des combustibles solides par le procédé faisant l'objet de l'invention est caractérisée par le fait qu'il est prévu pour l'adduction de   1-'air   secondaire au-dessus du foyer,au moins un ajutage dont la direction de sortie présente une composante de sens opposé à la direction d'écoulement des gaz provenant de la   flamme   
Sur les deux côtés longitudinaux de la chaudière sont prévus de préférence des ajutages pour   l'adduction   de   1-'air   secondaire, ces ajutages étant disposés de manière telle que les jets soufflés soient dirigés   l'un   

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   vers l'autre et vers le bas en direction de la grille .

   L'air secondaire   est amené judicieusement en une quantité telle qu'il règne dans la zone 
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 de combustion une surpression par rapport à leatmosphère. Afin de permet- tre l'établissement de cette surpression, une chambre de combustion peut être prévue au-dessus du foyer un conduit de guidage des gaz s'échappant en fumée ayant une pente constamment ascendante et en forme de serpentin partant d'une face extrême de cette chambre. 



   Le procédé faisant l'objet de l'invention sera décrit plus en détail ci-après en regard des dessins annexés, donnés à titre non limitatif qui représentent un mode de réalisation possible de la chaudière suivant l'invention : 
La figo 1 est une vue en coupe à travers la chaudière par la ligne I-I en figo   2   
La fig.2 est une vue en coupe longitudinale partielle à travers cette chaudière. 
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  La figo 3 montre à plus grande échelle un détail de la fig o l. 



   La fig. 4 est une vue de profil de la partie postérieure de la chaudière avec la soufflerie pour la propulsion de   1-'air   primaire et de   l'air secondaire,, .   
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  La fige 5 est une vue en coupe par la ligne '0' en fig. 4 à travers le réservoir   d'air   
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 La fig o 6 est une vue en coupe par la ligne VIVI en fig ou à travers le réservoir d'airo 
Comme le montrent les dessins,la chaudière comporte à sa par- 
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 tie inférieure une grille de foyer .1Q=1l en forme de V qui est formée par des tubes sensiblement horizontaux ,0 et .1.1 parallèles les uns aux autres et retenus à leurs extrémités dans des flasques verticales. Ces tubes sont 
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 traversés par de l'eân et les tubes externes 11 formant par leur ensemble une face de grille inclinée vers le haut, comportent à certains écartements des eau= transversaux -servant à 1-ladduction de P air primaire à la matière combustible. L'air est amené sous la grille au moyen d'une souffle- rie' 29 représentée sur la fig 4 par deux tubes U.

   Au-dessus de la grille se trouve la chambre de la chaudière proprement dite s,omporte un c#= misage i parcouru par de 1-'eau. La chambre de la chaudière est traversée en outre , d'une manière en soi connue par plusieurs tubes 12: 1.2 et 12 parcourus par de l'eau et qui sont tous recourbés en   épingle   à cheveux, 
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 les tubes la et 11 débouchant par leurs extrémités dans le chemisage pré- vu sur la face antérieure de la chaudière et les tubes 16 dans le chemisage prévu sur la face postérieure de la chaudière. L'eau circulant dans le che- 
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 misage , les tubes U et a de la grille et les tubes à eau 1.i=.12 arrive en (comme indiqué sur la fig 2) et sort en 12 sous forme d'eau chaude. 



  Sur les branches supérieures des tubes à   eau 15,   et 16 sont disposés à   cha-   que endroit des profilés 20 formant des chicanes pour les gaz s'échappant sous forme de fumée, tandis que les deux branches des tubes à eau supérieurs 
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 12 portent pour la même raison des fers plats.61o On réalise de cette maniè- re au-dessus du foyer une chambre de combustion 22 de la partie postérieure de laquelle part un conduit de guidage des gaz s' échappant en fumées ménagé 
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 entre les chicanes 2Q et Z1 et s'élevant constamment en serpentin.9 comme 3r.m diqué par des flèches sur la fig. 2.

   0 Au-dessus de la grille de foyer 8  ' est-à-dire latéralement à la chambre de combustion 8 il est prévu sur chacun des cotés longitude- naux de la chaudière un conduit , sensiblement horizontal logé dans le chemisage parcouru par l' eauo Chacun de ces conduits 2é comporte, un grand nombre d'ajutages latéraux      qui débouchent dans la chambre de combustion 22. Les directions de sortie de ces ajutages 24 sont indiquées par des flèches ± sur les fige. 1 et 3 et sont dirigées l'une vers l'autre et vers la grillede manière telle qu'elles soient au moins sensiblement parallèles aux faces inclinées vers le haut de la grille formées par les tubes 11.

   Les 
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 conduits .6l sont reliés à la soufflerie 22 représentée sur la fig o 4 et 

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 servent à l'adduction de l'air secondaire=- 
On remarque à l'examen des figs.1 et 3 que les conduits tubulai- res 23 ont une section de forme particulières, telle qu'ils ne soient limi- trophes de la chambre de combustion 22 que par une paroi transversale   étroi-   te par rapport à la section du tube, les ajutages 24 étant prévus sur cette paroi Cette paroi transversale est suffisamment étroite pour que sa cha- leur puisse être évacuée de façon efficace par les parois voisines du che- misage 14 et par suite par l'eau de refroidissement.,

   de sorte que cette paroi n'est pas soumise à   Inaction   de contraintes nuisibles comme l'a mon- tré la   pratique.   Cette paroi transversale est placée en retrait par rapport à la face verticale principale des parois latérales de la chambre de   combus-,     tion 22  par le fait qu'elle est inclinée et sensiblement normale à la di- rection de sortie des ajutages 24, ce qui assure, d'une part, le guidage du courant d'air secondaire s'échappant dans la direction de la flèche S, et d'autre part,la protection de ladite paroi transversale et des ajuta- ges contre   Inaction   du rayonnement thermique émis par le   combustible..   qui pourrait autrement endommager cette paroi et les ajutages lorsque l'adduc- tion d'air est interrompue,

  par exemple lors de l'arrêt de la   chaudiêre     On   remarque en outre à   l'examen   des fige.1 et 3 la manière dont la partie du chemisage      disposée en dessous des ajutages fait sail- lie en direction du plan de symétrie longitudinal vertical de la chaudière 
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 au-dessus des orifices de sortie des ajutages ?,.4,9 afin de réaliser une pro- tection par écran maximum contre le rayonnement thermique, sans gêner alors l'écoulement de l'air   secondaire.   



   La section droite des conduits tubulaires 23 servant à   l'addue-   tion de l'air secondaire est supérieure à celle qui serait nécessaire à l'alimentation des ajutages Il en résulte que les conduits 23 servent d'accumulateurs d'air et assurent ainsi un écoulement régulier de l'air secondaire dans ces conduits 23 et par suite un meilleur pré-réchauffage de l'air par le chemisage 14 que dans le cas où la section correspondrait exactement au minimum nécessaire. 



   De part et d'autre de la chambre de chaudière sont prévues des soutes 25 pour la réception du combustible 26 qui peut rouler sur lui-même et   débouler   une seule de ces soutes étant montrée sur la fig   1. Le   combustible glisse hors des: soutes 25 sous l'effet de son propre poids dans une direction inclinée pour parvenir sur la grille comme montré 
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 sur la figa 1. Pour régler l'arrivée du combustibles il est prévu des organes cylindriques 27 montés à pivotement autour de leur axe horizontal ces organes étant munis d'un passage transversal diamétral et pouvant être actionnés au moyen d'un levier (non représenté) l'extérieur de la chaudièreo En faisant tourner les organes 27 de 90  par rapport à la position montrée 
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 sur la figo ly on interrompt l'arrivée de combustible. 



  Comme le montre la figo 4, un réservoir 0 de forme parallélé- pipédique servant de réservoir dair est fixé sur la paroi externe posté- rieure de la chaudière$la sortie de la soufflerie débouchant dans ce ré- 
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 servoir e De ce réservoir IQ partent les tubes précités 11 pour l'adduc- tion de l'air primaire,, ainsi qu'un tube 31 par lequel de l'air primaire est amené au milieu de la grille et un   tube .32   amenant de l'air sous 
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 la grille Le réservoir 0 comporte en outre deux raccords JJ, qui sont reliés aux conduits tubulaires 2â servant à l'adduction de l'air secondaire Aux extrémités des tubes JJ,9 Il et 2 débouchant dans le ré- servoir O? et sur les raccords .l2,s il est prévu chaque fois un papillon d'étranglement pivotant .3 à l'aide duquel on peut régler la quantité d'air s'écoulant dans ces conduits.

   Du réservoir 0 part., en outre,, un conduit tubulaire Il aboutissant aux deux soutes à charbon 2ae afin que les gaz s'échappant le cas échéant du combustible 26 soient refoulés à travers ce combustible dans la chambre de combustion 22. Etant donné que la souffle- 
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 rie Z2 charge tout d'abord en air le réservoir .00 on obtient un écoulement régulier dans les divers tubes partant de ce réservoir 30, cet écoulement dépendant uniquement de   la'  position des papillons d'étranglement 34   consi-   dérés 

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 Le processus de combustion rendu possible par l'utilisation de la chaudière décrite ci-avant est le suivant 
De l'air primaire est refoulé par les canaux 12 dans le combus-   tible.,  tandis que de l'air secondaire est envoyé en même temps par soufflage,

   depuis le haut dans une direction inclinée indiquée par la   flèche.µ   et selon un angle inférieur à 90  vers le   combustibles  et en particulier vers la   zone   portée au rouge. L'air secondaire a donc une composante de déplacement opposée   à   la direction d'écoulement naturellement ascendante des gaz prove- 
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 nant de la flamme" Il seansuit.9 du fait que cet air secondaire s'écoule vers le bas sur les cotés de la chambre de combustion 22 deux tourbillons dirigés en sens inverses comme indiqué par les flèches j? sur la fig la Grâce à ces tourbillons., les gaz s'échappant sous forme de fumées et   s'éle-   vant dans la chambre de combustion 22 sont ramenés une fois encore au contact de la zone portée au rouge et dans le foyer,

   de sorte que la tota- lité des constituants combustibles de ces gaz sont   brillés   Le mélange inti- me des gaz avec l'air secondaire amené par soufflage réalisé par le tour- 
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 billonnemento assure cette combustion totale. 



   L'air secondaire est amené par soufflage en une quantité telle qu'il se produise dans la chambre de combustion      une surpression par rapport   à   l'atmosphère?ce qui est également avantageux en vue d'une oxyda- tion complète des gaz s'échappant sous forme de fuméecomme la pratique l'a montré.

   L'établissement de cette surpression est rendue possible par 
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 les chicanes 2Q prévues sur les tubes Il servant-au passage de l'eau et qui #nchent un échappement immédiat de l'air en excès En outre., cet agen- cement en chicane est favorable à la formation des tourbillons W, en ce sens qu'illimite vers le haut la zone de tourbillonnement et assure par suite la formation d'un tourbillonnement plus intense dans la chambre de   combus-   
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 tion 2io 
Les conduits 23 servant à l'adduction de l'air secondaire sont réchauffés par l'eau qui se trouve dans le chemisage      et l'air secondaire 
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 amené par adduction est ainsi pré-=-Eéchauffé? ce qui contribue de façon nota- ble à l'accroissement du rendement thermique. 



   Des mesures effectuées sur la chaudière décrite montrent qu'au point de sortie 28 des gaz s'échappant sous forme de fumée, ceux-ci ne ren- ferment pratiquement plus de constituants combustibles. L'adduction d'air décrite a également une influence notable sur la formation des scories 
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 sur la grille 1Q=.JJs étant donné qu'une quantité accrue d'oxygène est fournie par l'adduction de l'air secondaire au   combustible.   Dans la   pra-   tiquedes essais ont montré que la gazéification du combustible est totale, ce qui a pour résultat la formation par rapport aux chaudières connues 
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 d'une quantité plus réduite de scorleso et ce fait que ces scories ne déga- gent plus de gaz lors du nettoyage de la chaudière.

   .Les scories qui de-   meurent ne sont en fait constituées que par des minéraux non combustibles .   



   Il est évident que pour la mise en oeuvre du procédé faisant 1' objet de   l'invention,   on peut utiliser également une chaudière différente de celle décrite Ainsi.,il n'est pas absolument nécessaire:que   l'adduc-   tion du combustible se fasse des deux côtés de la   chambre* de .la   chaudière et soit   automatiques   Un chargement à la main est également possible. De 
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 m&1e, la grille du foyer n'est pas nécessairement en forme de V, bien que cela soit surtout avantageux pour un chargement automatique.

   Avec une au- tre forme de grille,les ajutages servant   à   l'adduction de l'air secondaire doivent être dirigés dans certains cas de façon différente de celle montrée sur les dessins 
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 Les détails de construction peuvent être modifiés.. sans s'écar- ter de l'inventions dans le domaine des équivalences techniques REVENDIC" . 

**ATTENTION** fin du champ DESC peut contenir debut de CLMS **.

Claims

1. Procédé pour brûler des combustibles solides à l'aide d'air primaire et d'air secondaire fournis par soufflage,. consistant à faire ar- river l'air secondaire par soufflage de manière telle que l'une au moins des <Desc/Clms Page number 5> composantes de déplacement de cet air soit opposée à la,direction d'écoule- ment des gaz s'échappant du foyer, afin qu'il se produise dans la zone de combustion un tourbillonnement ramenant une fois encore les gaz s'échap- pant sous forme de fumée dans la région de la flamme, pour obtenir une oxy- dation pratiquement complète de toutes les particules gazeuses combustibles;

2.Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce que 1' air secondaire est amené par soufflage en une quantité telle qu'une surpres- sion par rapport à 1-*atmosphère règne dans la zone de combustion 3.Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce que l'air secondaire est amené par soufflage dans le foyer à partir d'au moins deux cotés opposés selon des directions faisant entre elles un angle infé- rieur à 180 .

4. Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce que l'air secondaire est refoulé par soufflage vers la zone portée au rouge depuis le haut selon un angle inférieur à 90 .

5. Chaudière pour brûler des combustibles solides à l'aide d'air primaire et d'air secondaire suivant le procédé spécifié dans la reven- dication 1, caractérisé en ce qu'elle comporte pour l'adduction de l'air se- condaire au moins un ajutage disposé au-dessus du foyer, dont la direction d'échappement présente une composante opposée à la direction d'écoulement des gaz s'échappant de la flamme 6. Chaudière suivant la revendication 5, caractérisée en ce qu'elle comporte sur ses deux cotés longitudinaux des ajutages pour l'ad- duction de l'air secondaire, ces ajutages étant dirigés de manière telle que les jets d'air secondaire soit refoulés 1-'un vers l'autre et vers le bas en direction de la grille.

7.Chaudière suivant la revendication 6, caractérisée en ce que la grille du foyer à la forme d'un V, les ajutages étant dirigés de manière telle que leur direction d'échappement soit au moins sensiblement parallèle aux plans inclinés vers le haut de la grille.., 8. Chaudière suivant la revendication 6, caractérisée en ce qu'il est préva. pour l'adduction d'air secondaire, de chaque côté de la chaudière au moins un tube sensiblement horizontal et comportant plusieurs ajutages latéraux répartis sur toute la longueur de la grille du foyer.

9.Chaudière suivant les revendications 5,6 et 8,caractérisée en ce que les conduits servant à l'adduction de l'air secondaire sont logés dans le chemisage de la chaudière servant à la réception de l'eau.

10 Chaudière suivant la revendication 5caractérisée en ce qu'il est prévu au-dessus du foyer une chambre de combustion rendant pos- sible, à l'aide de l'air secondaire amené par soufflage,la production dans le foyer d'une surpression par rapport à l'atmosphère.

11. Chaudière suivant les revendications 5, 6 et 8 à 10, carac- térisée-en ce que les tubes servant à l'adduction de l'air secondaire ont une section telle qu'ils ne soient limitrophes de la chambre de combustion 'que le long d'une paroi transversale de faible largeur par rapport à la sec- tion du tube,, les ajutages étant prévus sur cette paroi transversale.

12.Chaudière suivant les revendications 5,6 et 8 à 11,carac- térisée en ce que cette paroi transversale est en retrait par rapport à la face principale des parois latérales de la chambre de combustion.

13.Chaudière suivant les revendications 5, 6 et 8 à 12, carac- térisée en ce que le chemisage est délimité en dessous de cette paroi trans- versale, par rapport à la chambre de combustion,, par une paroi inclinée vers le bas qui est sensiblement parallèle à la direction d'échappement des aju- tages et qui sert, d'une part, au guidage du courant d'air secondaire s'é- chappant de ces ajutages et, d'autre part,\! à la protection de la paroi transversale entre l'influence du rayonnement thermique <Desc/Clms Page number 6> 14.Chaudière suivant les revendications 5 , 6 et 8, caractérisée en ce que la section des tubes servant à 1-'adduction de l'air secondaire est supérieure à celle qui est nécessaire pour l'alimentation des ajutages, de sorte que les tubes servent d'accumulateurs d'air,

afin de permettre un écoulement régulier de Pair secondaire par la totalité de ces ajutages.

15. Chaudière suivant la revendication 5,caractérisée en ce que les tubes servant à l'adduction de l'air primaire et de l'air secondai- re partent tous d'un réservoir d'air auquel est raccordée une soufflerie servant à charger ce réservoir.

16. Chaudière suivant les revendications 5 et 15, caractérisée en ce qu'un papillon d'étranglement est prévu aux extrémités de chacun des tubes débouchant dans le réservoir d'air.

17.Chaudière suivant la revendication .10, caractérisée-en ce qu'un conduit de guidage des gaz s'échappant sous forme de fumée, incliné constamment vers le haut et en forme de serpentin, part d'une face extrade de la chambre de combustion.