BE512102A - - Google Patents

Description

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  PERFECTIONNEMENTS AUX APPAREILS DE COMBUSTION. 



   Cette invention concerne les appareils de combustion comprenant un foyer à combustible pulvérisé. Pendant le fonctionnement d'un foyerà combus- tible pulvérise une partie considérable des cendres est entraînée par les gaz de la chambre de combustion et le problème se pose alors de rechercher le meilleur moyen d'utiliser les particules séparées des gaz de combustion par exemple, par des extracteurs de poussière. On a proposé, précédemment, de ra- mener les cendres séparées à la chambre de combustion d'un foyer à trou de coulée de scorie, mais si ceci est effectué il en résulte des perturbations considérables dans le fonctionnement du foyer. On a aussi proposé d'amener les cendres séparées dans un foyer auxiliaire à trou de coulée de scorie agen- cé pour décharger ses gaz dans le foyer principal à combustible pulvérisé. 



  Toutefois, le foyer auxiliaire proposé, ne pourrait pas fonctionner si l'on ne pouvait y brûler que la partie combustible des cendres .séparées seulement, et dans les conditions de marche normales, il est nécessaire d'y envoyer du combustible pulvérisé pour atteindre les températures indispensables à la liquéfaction des cendres et à la combustion du carbone contenu dans les cen- dres. On comprendra que dans une chambre de combustion auxiliaire de forme cubique, le bain de scorie peut couvrir un sixième de la surface de la cham- bre et que le bain doit être chauffé d'une manière appropriée pour maintenir la scorie à l'état liquide. En outre, le foyer auxiliaire proposé réduirait, l'accessibilité au foyer principal dans une mesure importante. 



   La   prépente   invention prévoit un appareil de combustion compre- nant un foyer principal chauffé au combustible pulvérisé et un foyer auxiliai- re agencé pour recevoir les particules solides séparées des gaz venant du foy- er principal et pour décharger la scorie fondue, le foyer auxiliaire étant un foyer cyclone. 



   Un foyer cyclone qui est susceptible de fonctionner à des allu- res de combustion élevées par unité de volume possède une chambre de combus- 

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 tion dont la surface des parois est relativement petite et peut être établi de telle manière que la flamme tende à chasser la scorie vers la sortie prévue à cet effet. La chambre du foyer cyclone présente un parcours de chauffe hé- licoidal prolongé pour les cendres amenées à la chambre. Les particules qui suivent ce parcours sont mises en contact intime avec les gaz et soumises-au rayonnement de la flamme, tandis que la force centrifuge exerce une action sé- paratrice qui limite l'entraînement des particules dans la chambre de combus- tion principale. Lorsque les cendres contiennent suffisamment de combustible, le foyer cyclone peut fonctionner avec des cendres uniquement. 



   La présente invention procure aussi un procédé pour l'utilisation des particules séparées des gaz venant   d'un   foyer chauffé au combustible pul-   vérisé,   qui consiste notamment à entraîner les particules dans un courant d'air à faire tourbillonner et chauffer simultanément le courant de particules en- traînées dans une chambre de combustion pour brûler dans celle-ci les matières combustibles contenues dans les particules, à faire fondre la cendre des   par- .   ticules et effectuer la séparation centrifuge des particules provenant des gaz de   combustion,   à faire écouler la scorie fondue dans le fond de la chambre de combustion et à évacuer la scorie fondue de la chambre de combustion. 



   De préférence une chambre de combustion secondaire est prévue pour recevoir les gaz de la chambre du foyer cyclone. 



   L'emploi   d9une   chambre de combustion secondaire, permet de ren- dre plus complète la séparation de la scorie de la chambre du foyer cyclone, de refroidir les gaz à un degré approprié avant leur passage dans la chambre de combustion principale et d'introduire les gaz dans celle-ci à une vitesse inférieure à celle de la décharge de la chambre du foyer cyclone, de telle sorte que le danger de perturbation par suite d'un développement des flammes dans la chambre de combustion principale est réduit ou écarté.   L'introduction   des gaz chauds du foyer cyclone d9une manière appropriée dans la chambre de foyer principale à proximité de la zone d'inflammation offre encore l'avanta- ge de favoriser l'allumage dans la chambre de combustion principale.

   En outre, comme l'énergie des courants de combustible pulvérisé et d'air des brûleurs dans cette zone est élevée, les perturbations dans les courants sont réduites au minimum. 



   Dans certains cas, la chambre de combustion principale est avan- tageusement aménagée pour fonctionner avec évacuation des cendres à l'état so-   lideo   
Ainsi, une chambre de combustion principale qui peut fonctionner avec dépôts de scories à l'état solide a une importance particulière si l'on doit brûler un combustible, tel que, par exemple, le lignite, dont les carac- téristiques sont telles qu'il est difficile d'atteindre dans la chambre de combustion une température dépassant le point de fusion de la cendre contenue dans le combustible.

   Il est évident que l'emploi d'un foyer cyclone pour re- cevoir les particules solides séparées des gaz rend relativement sans impor- tance l'obtention d'une séparation maximum de scorie dans la chambre de com- bustion principale, attendu que le foyer cyclone est apte à faire fondre de grandes quantités de particules solides séparées. 



   Lorsqu'une chambre de combustion principale est destinée à rece- voir les gaz d'un foyer cyclone, il est généralement désirable ou, nécessaire de prévoir le refroidissement des gaz du foyer cyclone. Le refroidissement de ceux-ci à un degré convenable est important lorsque le foyer principal fonc- tionne avec enlèvement des cendres à 1?état solide, afin de pouvoir éviter une altération du bon fonctionnement de la chambre de combustion principale par suite d'une température trop   élevéeo     On   décrira maintenant l'invention à titre d'exemple en se réfé- rant aux dessins annexés, dans lesquels : 
Fig. 1 est une vue en élévation de côté, partiellement en coupe, d'une partie d'un générateur de vapeur tubulaire, la coupe étant faite suivant la ligne 1-1 de la Fig. 2;

   

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Fig. 2 est une coupe transversale verticale suivant la ligne II- II de la Fig.  1;   
Fig. 3 est une coupe verticale longitudinale montrant la partie inférieure d'une chambre de combustion principale d'un générateur de vapeur tu- bulaire et des foyers cyclone et secondaire y associés; 
Fig.   4   est une coupe horizontale suivant la ligne IV-IV de la Fig. 1 indiquant le foyer cyclone en traits interrompus; 
Fig. 5 est une vue de face de la disposition d'un foyer cyclone et d'un foyer secondaire qui peuvent être espacés d'une chambre de combustion principale; 
Fig. 6 est une vue en plan de cette installation;

   
Fig. 7 est une vue en élévation de côté, partiellement en coupe verticale, montrant le foyer secondaire et certaines parties associées   repré=   sentées en coupe 'suivant la ligne   VII-VII   de la Fig. 5; 
Fig. 8 est une vue montrant, partiellement en élévation de côté mais principalement en coupe suivant la ligne VIII-VIII de la Fig. 9, la par- tie inférieure de la chambre à combustion principale   d'un   générateur de vapeur tubulaire, des foyers cyclone et secondaire y associés et des dispositifs d' amenée d'air et de particules solides au foyer cyclone, et 
Fig. 9 est une coupe verticale suivant la ligne IX-IX de la Fig. 



  1 et montrant le dispositif récepteur de scorie omis sur la Fig. 1. 



   Sur les   Figso   1 et 2, les surfaces de chauffe du générateur de vapeur sont constituées principalement par les tubes de parois 1 de la chambre de combustion 2 d'un foyer principal, les tubes de parois étant disposés de manière à se décharger dans un corps cylindrique à vapeur et liquide 3 et étant convenablement raccordés au système circulatoire du générateur de vapeur. 



   La chambre de combustion 2 est aménagée pour être chauffée en ses angles par des brûleurs à combustible pulvérisé 4, et au fond de la cham- bre se trouve une sole sous forme d'une table d'allumage réfractaire 5 qui provoque l'allumage ou l'inflammation du combustible et contribue à assurer . la liquéfaction des scories qui tombent dessus. Des conduits 6 pour le passa- ge de la scorie venant de la chambre de combustion s'étendent au-dessous du niveau de l'eau contenue dans des auges 7 pour former des joints étanches à l'air et dans chaque auge 7 se trouve un transporteur à palettes 7 pour l'en- lèvement des particules de scorie solidifiées. 



   Un récipient 9 est destiné à recevoir des particules séparées du collecteur de particules solides (non représenté) dans le parcours des gaz partant de la chambre de combustion 2. Du récipient 9, les particules peuvent être envoyées par l'intermédiaire d'une vanne d'arrêt 10, à une vitesse déter- minée par un alimentateur rotatif ou une roue à aubes 11, dans un conduit 12 qui s'ouvre tangentiellement dans la tète de brûleurs 13 d'un foyer cyclone 14 ayant en substance la forme représentée sur les Figs. 3 à 9 du brevet n    465.146   de la Demanderesse. 



   Un ventilateur 15 est prévu pour amener l'air primaire et l'air secondaire,et.de l'air primaire peut être envoyé en quantité réglable au con- duit 12 par un conduit 16 et une tuyère 17 susceptible de provoquer une faible aspiration dans la partie du conduit 12 située au-dessus de la tuyère. De pré- férence, un dispositif semblable à celui décrit pour amener les particules sé- parées est employé pour envoyer le combustible pulvérisé à la   tte   de brûleurs 13, bien que, si on le désire, le combustible puisse être ajouté d'une manière appropriée aux particules séparées, à l'extérieur du foyer cyclone. Des tuyè- res 19 sont employées pour amener l'air secondaire à la chambre de combustion du foyer cyclone et sont dirigées de manière à faire tourbillonner l'air se- condaire dans le même sens que l'air primaire. 



   Le combustible pulvérisé fourni à la tête 13 peut être enflammé par un allumoir introduit à travers une ouverture obturable 18. Pendant la mar- che on maintient une allure de combustion suffisante dans la chambre de combus- 

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 tion du foyer cyclone pour que la scorie dans la chambre soit maintenue à 1' état de fusion et l'admission de combustible pulvérisé est réglée à cet ef- fet. 



   Le foyer cyclone représenté en 14 est l'un des foyers dune pai- re de foyers cyclones semblables disposés côte à côte de manière que leurs axes longitudinaux soient inclinés de haut en bas vers la chambre de combus- tion 2 et destinés à être alimentés en particules séparées, en combustible pul- vérisé et en air,d'une façon similaire. Chacune des chambres de combustion de foyers cyclones présente une sortie de gaz,sous la forme d'un goulot conique 20 s'ouvrant dans la chambre de combustion principale   2  et une sortie de sco- rie   21   s'ouvrant aussi dans la chambre de combustion principale,tandis que les parois périphériques de la chambre du foyer cyclone sont garnies de tubes de refroidissement 22 protégés contre la flamme par un revêtement 23 en matiè- re réfractaire. 



   Au-dessus et au-dessous de chaque sortie des gaz du foyer cyclone on établit, à l'intérieur de la chambre de combustion principale 2, des écrans tubulaires,, dont les écrans à scorie   24.   situés au-dessous des sorties de gaz et les écrans de refroidissement 25 situés au-dessus des sorties, sont dispo- sés symétriquement. Gemme c'est représenté, les tubes de chaque écran   24   s'é- tendent de bas en haut vers l'intérieur en partant   d'un   collecteur inférieur vers un point situé près du centre de la chambre de combustion principale, où les tubes se redressent verticalement sur une certaine distance avant de se diriger de bas en haut vers l'extérieur jusqu'en un collecteur supérieur pour former un écran de refroidissement   25.   



   Les gaz ajoutés dans la région de la chambre de combustion prin- cipale 2 au-dessus des écrans à scorie 24 seront de préférence maintenus ap- proximativement à la même température que les gaz qui atteignent cette ré- gion en provenance de la région située au-dessous des écrans à scorie et des mesures sont avantageusement prises pour modérer la température des gaz prove- nant de chaque foyer cyclone en y mélangeant de l'air ou des gaz de combustion relativement froids.

   Dans la disposition représentée, cornue il n'y a pas de conduit entre la chambre de combustion du foyer cyclone et la chambre de com- bustion principale où des gaz de combustion relativement froids ou de l'air peuvent être mélangés aux gaz venant de la chambre du foyer cyclone, on peut effectuer le mélange en dirigeant les gaz de combustion relativement froids ou l'air par un certain nombre de tuyères disposées autour du goulot de sor- tie 20 dans le courant de gaz allant de la chambre du foyer cyclone dans la chambre de combustion principale. Lorsque ces tuyères sont employées, une sor- tie de scorie 21 située juste au-dessous du goulot de sortie 20 est insuffi- sante et l'on prévoit de préférence un conduit de décharge de scorie qui s' ouvre dans la chambre de combustion principale 2, au-dessous des écrans à scorie 24.

   Par suite de la pression qui règne dans la chambre du foyer cyclone, les gaz de celle-ci circulent dans le conduit et y maintiennent la scorie à l'état liquide. 



   En disposant une chambre de foyer cyclone suffisamment bas par rapport à la chambre de combustion principale, on peut faire en sorte que la scorie venant de la chambre du foyer cyclone s'écoule directement vers le dispositif destiné à recevoir et à enlever la scorie de la chambre de combus- tion principale. Aux faibles charges du générateur de vapeur, l'admission de combustible à la chambre de combustion principale peut être discontinue, la demande étant couverte par le foyer cyclone brûlant du combustible pulvérisé. 



  Lorsqu'on conduit un foyer cyclone, on peut se servir de ce dernier pour amor- cer la combustion dans la chambre de combustion principale. 



   Sur les Figs. 3 et 4 les surfaces de chauffe du générateur de va- peur sont constituées principalement par les tubes de parois 1 de la chambre de combustion 2 d'un foyer principal, les tubes de paroi étant disposés de ma- nière à se décharger dans un corps cylindrique à vapeur et liquide (non repré- senté) et étant convenablement raccordés au système circulaire du générateur de vapeur. Dans la région'de la zone   dinflammation   les tubes de parois sont couvertes par de la matière réfractaire 40. 

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   La chambre de combustion 2 est aménagée de façon à être chauffée par des brûleurs à combustible pulvérisé 4 disposés aux angles, et au fond de cette chambre se trouve une sole ayant la forme d'une table réfractaire d'al- lumage ou d'inflammation 5, qui favorise l'inflammation du combustible et con- tribue à assurer la liquéfaction des scories qui tombent dessus. La table d'in- flammation 5 repose sur un dispositif de support approprié   41   et ses bords-sont espacés des parois avant et arrière 42 et 44 et des parois latérales 43- et 45 de la maçonnerie enveloppant la chambre de combustion 2 qui décharge les gaz à sa partie supérieure dans les parcours de convection du générateur de va- peur.

   Des conduits 6 pour le passage de la scorie de la chambre de combustion 2 descendent au-dessous du niveau de   l'eau   contenue dans des auges ou bassins 7 pour former des joints étanches à l'air, et dans chaque auge se trouve un transporteur à palettes 8 pour l'enlèvement des particules de scorie solidi- fiées. Les brûleurs 4, ou différents angles de la chambre de combustion 2 sont dirigés dans le même sens, tangentiellement à un cylindre imaginaire dont l'a- xe longitudinal coïncide avec celui de la chambre de   combustion,   comme cela se fait d'habitude lorsque les   brûleurs   sont placés aux angles, et sous une inclinaison dirigée de haut en bas. 



   Une partie inférieure centrale de la paroi avant 42 de la maçonne- rie qui entoure la chambre de combustion 2 constitue la paroi avant d'une cham- bre de combustion secondaire 46 disposée à l'intérieur de la maçonnerie et à l'endroit où est située cette partie de la paroi avant se trouve un foyer cyclo- ne 14, qui décharge dans la chambre de combustion secondaire.

   Le foyer cyclone, qui est en substance semblable,à ceux des   Figso   1 et 2, reçoit un courant d' air primaire et de particules solides séparées des gaz venant de la chambre'de combustion principale et, si c'est nécessaire, du combustible pulvérisé par un conduit   12,   qui s'ouvre tangentiellement dans la tête de brûleur 13, la disposition étant'telle que le courant pénètre dans la chambre du foyer   cyco-   ne en tourbillonnant à grande vitesse. De l'air secondaire est introduit tan- gentiellement à grande vitesse et dans le même sens de tourbillonnement par les tuyères 19. Un goulot conique de sortie des gaz 20 et une sortie de scorie 21 - sont prévus pour la décharge des gaz et de la scorie en fusion, respectivement, dans la chambre de combustion secondaire 46.

   Les parois périphériques de la chambre du foyer cyclone sont garnies de tubes de refroidissement 22 protégés contre la flamme par un recouvrement 23 en matière réfractaire, les dimensions et l'action réfrigérante de la chambre du foyer étant déterminées comme d'ha- bitude,de manière que la scorie reste liquide pendant la marche. Le passage de certaines quantités de gaz de combustion par la sortie de scorie 21 con- tribue à maintenir l'écoulement de scorie par cette sortie. Extérieurement aux tubes 22 se trouvent de la matière isolante et une enveloppe étanche à l'air. 



   Quelques-uns des tubes 1 de la paroi avant 42 de la maçonnerie bifurquent en 47 et 48 pour former des sections de tubes 49 délimitant les pa- rois latérales et la paroi arrière, le ciel et le fond de la chambre de com- bustion secondaire   46.   Les parties des sections de tubes 49 dans les parois latérales et la paroi arrière et dans le ciel sont pourvues de pointes et re- couvertes de matière réfractaire pour former des parois étanches aux gaz, tan- dise que les parties des sections de tubes qui se trouvent dans le fond 50 sont espacées les unes des autres pour former un écran tubulaire au travers duquel les gaz de combustion peuvent arriver dans la chambre de combustion principa- le 2 et se rendre dans un caniveau 51, pour faire écouler la scorie de la ta- ble d'allumage 5,ainsi que sur cette table,

   et au travers duquel la scorie en fusion peut s'écouler pour tomber par le conduit sous-jacent 6 dans l'auge correspondante 7. 



   Pendant le fonctionnement, les gaz chauds circulant de la chambre de combustion secondaire au travers du fond 50 contribuent à maintenir la flui- dité de la scorie contenue dans le caniveau 51 et favorisent l'inflammation dans la chambre de combustion principale à la fois en chauffant la table d'al- lumage et en chauffant les courants de combustible et d'air venant des brûleurs, lorsque les gaz s'élèvent de la table   d'allumage   dans la chambre de combustion principale. 



   Si on le désire, la chambre de combustion secondaire peut être 

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 aménagée pour décharger la scorie sur la table d'allumage. Dans certaines cir- constances, une chambre de combustion qui s'étend à   l'extérieur   plutôt qu'à l'intérieur de la maçonnerie peut être préférable. Si la chambre de combustion principale est aménagée pour être chauffée non pas par des brûleurs situés aux angles mais par des brûleurs se déchargeant au travers de la paroi avant de la maçonnerie la disposition décrite ne peut convenir et on peut la modifier en plaçant la chambre de combustion secondaire dans un angle de la chambre de com- bustion principale. 



   Dans l'installation suivant les Figso   5,  6 et   7,   un foyer cyclone   14'   présentant un goulot de sortie des gaz 28 et une extrémité de forme tron- conique opposée à celle où se trouve le goulot, est pourvu de tuyères à air primaire et à combustible 25 diamétralement opposées et disposées tangentiel- lement et de tuyères à air secondaire 26 diamétralement opposées et disposées tangentiellement, munies de dispositifs de réglage du débit   d'air   52 et situées à proximité des tuyères correspondantes 25, les tuyères 25 et 26 étant dirigées de manière à produire des tourbillonnements de même sens et étant établies à proximité de la partie tronconique de la chambre du foyer cyclone, à l'intérieur de laquelle de l'air tertiaire peut être admis par un conduit 27.

   L'axe longi- tudinal du foyer cyclone est incliné de haut en bas sous un faible angle vers le goulot de sortie des gaz 28 et une   sortiè   pour la scorie 53 est ménagée au- dessous de ce goulot. 



   Pendant le fonctionnement, les particules solides séparées dont on doit disposer,   mélangées,   si c'est nécessaire ou désirable, à du charbon pulvérisé ou à du charbon menu, et de l'air primaire sont envoyés par les tuy- ères 25, tandis que l'air secondaire est fourni par les tuyères 26. De l'air tertiaire peut être amené par le conduit 27 en vue de diminuer l'aspiration au tourbillon qui tend à aspirer les particules les plus fines vers le goulot de sortie des gaz 28 et les particules les plus grosses dans l'extrémité tron- conique de la chambre du foyer cyclone. 



   Le goulot de sortie des gaz 28 est raccordé, par un conduit incli- né de haut en bas 29, à une chambre de combustion secondaire 30 présentant la forme générale d'un cylindre à axe vertical, le conduit étant disposé en subs- tance tangentiellement par rapport au cylindre. La chambre de combustion secon- daire 30 présente à sa partie inférieure une sole 31 inclinée de haut en bas vers une sortie de scorie centrale 32 et au sommet un goulot de sortie des gaz 54 dirigé vers l'intérieuro 
La sortie de scorie 32 communique avec un conduit 33 qui descend au-dessous du niveau de l'eau contenue dans une auge pour former un joint étan- che aux gaz, l'auge étant pourvue d'un transporteur à palettes 34 pour l'en- lèvement de la scorie. 



   Le goulot 54 s'élève sous forme d'un conduit cylindrique vertical 35 dont l'extrémité supérieure est raccordée à un conduit réfractaire 36 menant à une chambre de combustion principale. 



   Les parois de la chambre du foyer cyclone et de la chambre de com- bustion secondaire sont garnies intérieurement de tubes de refroidissement pour- vus de pointes et recouverts de matière réfractaire. Les parois des conduits 35 et 36 peuvent aussi être garnies de tubes de refroidissement pourvus de pointes et recouverts de matière réfractaireo Les tubes de refroidissement sont raccordés d'une manière appropriée à une--pompe circulatoire pour être a-'   limentés   de liquide du générateur de vapeur auquel les gaz du foyer cyclone sont conduits. 



   Pendant le fonctionnement de l'installation suivant les Figs. 5 à 7, les gaz provenant du foyer cyclone 14' pénètrent dans la chambre de com- bustion secondaire 30, en substance tangentiellement, passent sur la sole 31 et tourbillonnent autour de l'axe longitudinal de la chambre de combustion se- condaire, de telle sorte que la séparation des particules de scorie restant dans les gaz est activée. Après tourbillonnement dans la chambre de combustion secondaire les gaz passent par le goulot 54 et le conduit 35 dans le conduit 36. La scorie en fusion, passant de la chambre du foyer cyclone dans la cham- 

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 bre de combustion secondaire par la sortie de scorie 53 ou séparée des gaz dans la chambre de combustion secondaires'écoule dans la sortie de scorie 32 et tombe dans l'auge ou le bassin d'eau. 



   Dans certains cas, des particules de cendre solides séparées des gaz provenant d'une série de chambres de combustion principales peuvent être amenées au foyer cyclone. Les gaz de ce dernier, au lieu   d'être   envoyés à la chambre de combustion principale   d'un   générateur de vapeur peuvent être ame- nées à un réchauffeur de vapeur ou à un échangeur de chaleur   d'une   installa- tion de turbine à gaz. 



   Sur les   Figs. 8   et   9,  les surfaces de chauffe du générateur de vapeur sont constituées principalement par des tubes de parois 1 de la cham- bre de combustion 2   d'un   foyer principal, dont le sommet communique avec les parcours de gaz à convection du générateur de vapeur,les tubes des parois étant convenablement raccordés au système circulatoire du générateur. 



   La chambre de combustion principale 2 est destinée à être chauf- fée au lignite pulvérisé qui est introduit, en même temps que la vapeur pro- duite pendant   l'opération   de pulvérisation à sec,dans la chambre de combus- tion par des   brâleurs     d9angle     4,   de telle sorte que la flamme résultante tour- ne autour.de l'axe vertical de la chambre de combustion et s'élève en décri- vant une trajectoire hélicoïdale.

   Au-dessous des brûleurs 4, quelques-uns des tubes des parois 60 et 61 de la chambre de combustion principale sont recour- bés à l'intérieur pour former deux écrans tubulaires de refroidissement ou de scorie, inclinés 63, disposés entre la chambre de combustion principale et les chambres de combustion secondaires sous-jacentes 26 et 27 respectivement,

   les tubes qui forment les écrans   s'étendant   le long des côtés internes des parties supérieures des conduits 6 pour le passage de la scorie des chambres de combus- tion secondaires et étant raccordés par leurs extrémités inférieures aux dis- tributeurs   64.   Les autres tubes des parois latérales 60 et 61 de la chambre de combustion principale garnissent les parois latérales externes des chambres de combustion secondaires et les côtés extérieurs des parties supérieures des conduits 6 et sont raccordés par leurs extrémités inférieures à des distribu- teurs 62.

   Les parois avant et arrière des chambres de combustion secondaires et les parties supérieures des extrémités des conduits 6 sont garnies par les parties inférieures des tubes qui garnissent les parois avant et arrière de la chambre de combustion principale et sont raccordées par leurs extrémités inférieures à des distributeurs 62', Au-dessous du niveau 65   où   les tubes qui forment les écrans tubulaires respectifs se croisent entre eux., les espaces entre les tubes adjacents sont fermés par de la matière réfractaire 66 placée sur les faces externes des rangées de tubes. 



   Les parties inférieures des conduits 6 respectivement, descen- dent au-dessous du niveau qu'atteint Peau contenue dans les auges 7 pour for- mer des joints étanches aux gaz et chaque auge est pourvue d'un transporteur à palettes 8 pour l'enlèvement de la scorie granulaireo 
Deux foyers cyclones semblables 15 placés côte à côte suivant une disposition symétrique sont aménagés de manière à se décharger dans les cham- bres de combustion secondaires 26 et 27 respectivement, les foyers cyclones étant semblables à ceux des   Figso   1 et 2.

   Chaque foyer cyclone comprend une tête de   brûleur   13 pourvue de dispositifs pour l'entrée tangentielle d'air pri- maire et présentant une ouverture obturable 18, des tuyères à air secondaire 19 disposées tangentiellement pour provoquer un tourbillonnement de l'air se- condaire dans le même sens que l'air primaire,un goulot conique de sortie des gaz 20 et une sortie de scorie 21. Les parois périphériques de la chambre du foyer cyclone sont garnies de tubes de refroidissement 22 raccordés au système circulatoire du générateur de vapeur et recouverts de matière réfractaire 23. 



   Sur la   Figo 8   qui montre un dispositif approprié pour amener l'air et les particules à une chambre de foyer cyclone, un réservoir 9 est destiné à recevoir les particules séparées provenant   d'un   collecteur de particules so- lides (non représenté) situé dans le parcours des gaz venant de la chambre de combustion 2 ou/et d'un collecteur de particules solides situé dans le par- 

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 cours des gaz venant d'au moins une autre chambre de combustion chauffée au charbon pulvérisée Du réservoir 9 les particules peuvent être amenées par 1' intermédiaire d'une vanne d'arrêt 10, à une vitesse déterminée par un ali- mentateur rotatif ou une roue à palettes 11, dans un conduit   12   qui s'ouvre tangentiellement dans la tête de brûleur 13. 



   Un ventilateur 15 est prévu pour envoyer de l'air primaire et de   l'air   secondaireet on peut fournir de l'air primaire en quantités ré- glables au conduit 12 par un conduit 16 et une tuyère   17,   susceptible de pro- voquer une faible aspiration dans la partie du tuyau 12 située au-dessus de la tuyère. De préférence.,une disposition similaire est prévue pour amener le combustible pulvérisé à la tête de brûleur   13.   Le combustible pulvérisé amené à la tête de brûleur peut être enflammé par un allumoir introduit dans l'ouverture 18. 



   Pendant le fonctionnement on maintient dans la chambre du foyer cyclone une allure de combustion suffisante pour que la scorie qui se trouve dans la chambre soit maintenue à   l'état   de fusion et on règle l'admission de combustible pulvérisé à cet effet. La scorie à l'état de fusion., séparée des gaz dans la chambre du foyer cyclone   139 écoule   par la sortie de scorie 21 et pénètre dans la chambre de combustion secondaire 26 et 27 pour tomber par le conduit 6 dans l'auge remplie   d'eau 1   qui reçoit aussi toute autre scorie tom- bant de la chambre de combustion secondaire. La scorie granulée solidifiée est enlevée de l'auge par le transporteur 8. 



   Les gaz sortant de la chambre du foyer cyclone par le goulot d' échappement des gaz 20 pénètrent dans la chambre de combustion secondaire 26 ou 27 où se fait une séparation supplémentaire de scorie avant que les gaz passent à travers l'écran à scorie 63 dans la chambre de combustion princi- pale 2. Avant que les gaz n'atteignent cette dernière ils sont refroidis par la transmission de chaleur aux tubes qui garnissent les parois de la chambre de combustion secondaire et aux tubes de l'écran à scorie. En s'élevant dans la chambre de combustion principale, les gaz du foyer cyclone contribuent à l'allumage du combustible pulvérisé venant des brûleurs 4.

   Le courant ascen- dant des gaz du foyer cyclone au travers des écrans à scorie 63 tend à limi- ter le passage des particules en provenance de la chambre de combustion prin-   cipale,   de haut en bas dans les chambres de combustion secondaires, mais les particules qui tombent au travers des écrans passent dans les auges à eau. 



   Le foyer principal fonctionne favorablement lorsque les foyers cy- clones sont hors service, tandis qu'on peut satisfaire aux demandes de charges partielles en faisant fonctionner les foyers cyclones seuls,, à condition que les particules séparées qui y sont amenées aient un pouvoir calorifique suffi- samment élevé ou bien on peut fournir aux foyers cyclones une quantité appro- priée de combustible pulvérisé. 



   Si on le désire,des paires de foyers cyclones peuvent être asso- ciées respectivement aux chambres de combustion secondaires 26 et 27,les foyers cyclones conjugués avec chaque chambre de combustion secondaire étant dirigés en sens opposés. Si l'installation est établie et fonctionne d'une manière appropriée et si les foyers cyclones sont en service, une faible quan- tité tout au plus des cendres formées dans la chambre de combustion princi- pale descend au travers des écrans à scorie 63, les particules qui tombent étant chassées de bas en haut des écrans. Une quantité de particules plus grande dans une mesure correspondante sera alors contenue dans le réser- voir 9. 



   En vue   d' éviter   ou de réduire au minimum le danger d'altération du courant de scorie liquide par les cendres solides provenant de la chambre de combustion principale les foyers et-écrans à scorie peuvent être établis de telle manière que les écrans à scorie ne soient pas à l'intérieur   d'une   projection horizontale de la chambre de combustion principale. 

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Claims (1)

1. REVENDICATIONS. la - Appareil de combustion comprenant une chambre de combustion <Desc/Clms Page number 9> principale chauffée au combustible pulvérisé et un foyer auxiliaire agencé pour recevoir les particules solides séparées des gaz de la chambre de combustion principale et pour décharger la scorie à l'état de fusion, caractérisé en ce que le foyer auxiliaire est un foyer cyclone.

   2. - Appareil de combustion suivant la revendication 1, carac- térisé en ce que les dispositifs d9évacuation des particules solides incom- bustibles de la chambre de combustion principale sont agencés pour évacuer aus- si la scorie déchargée du foyer cyclone.

   30 - Appareil de combustion suivant la revendication 1 ou 2, ca- ractérisé en ce que la chambre de combustion principale est une chambre de combustion à coulée de scorie et que le foyer cyclone est agencé pour déchar- ger la scorie dans la chambre de combustion principale.

   4. - Appareil de combustion suivant l'une ou l'autre des reven- dications précédentes, caractérisé en ce que le foyer cyclone est agencé pour décharger les gaz dans une région de la chambre de combustion principale plus proche de la sortie des gaz de celle-ci que la région susceptible de recevoir le combustible pulvérisé, et des mesures sont prises pour réduire la tempéra- ture des gaz venant de la chambre du foyer cyclone,en y mélangeant des gaz de combustion relativement froids ou de 1?air* 5.

   - Appareil de combustion suivant l'une ou l'autre des revendi- cations précédentes, caractérisé en ce que la chambre de combustion principa- le est garnie de tubes vaporisants d'un générateur de vapeur, et un écran de tubes vaporisants est disposé entre la région de la chambre de combustion prin- cipale destinée à recevoir le combustible pulvérisé et une région plus proche de la sortie des gaz de la chambre dans laquelle le foyer cyclone décharge des gaz.

   6. - Appareil de combustion suivant la revendication 5, oaracté- risé en ce que le foyer cyclone est agencé pour décharger la scorie dans la chambre de combustion principale au-dessous de l'écran de tubes vaporisants.

   7. - Appareil de combustion suivant les revendications 5 ou 6, caractérisé en ce qu'un écran de tubes vaporisants s'étend en travers de la chambre de combustion principale dans le parcours des gaz au-delà de la ré- gion dans laquelle le foyer cyclone décharge.

   8. - Appareil de combustion suivant la revendication 7, caracté- risé en ce que deux foyers cyclones semblables sont disposés côte à cote pour décharger les gaz dans la chambre de combustion principale au-dessus d'une ré- gion destinée à recevoir le combustible pulvérisé, et des écrans de tubes vaporisants sont établis au-dessus et au-dessous de chaque sortie de gaz du foyer cyclone, les écrans de tubes situés au-dessus des sorties et ceux si- tués au-dessous de celles-ci étant disposés symétriquement.

   9. - Appareil de combustion suivant l'une ou l'autre des revendi- cations ci-dessus,caractérisé en ce que des dispositifs sont prévus pour four- nir séparément des particules de combustible séparées et du combustible au foy- er cyclone ou à chaque foyer cyclone.

   10. - Procédé pour utiliser des particules séparées des gaz d'une chambre de combustion chauffée au charbon pulvérisé, caractérisé en ce qu'il consiste notamment à entraîner les particules dans un courant d'air, à faire tourbillonner et chauffer simultanément le courant de particules entraînées dans une chambre de combustion pour brûler dans celle-ci les matières combus- tibles contenues dans les particules, à fondre les cendres des particules et à effectuer la séparation centrifuge des particules du gaz de combustion., à faire couler la scorie en fusion au fond de la chambre de combustion et à évacuer la scorie en fusion de la chambre de combustion.

   11. - Appareil de combustion suivant la revendication 1, caracté- risé en ce qu'une chambre de combustion secondaire est prévue pour recevoir les gaz de la chambre du foyer cyclone.

   12. - Appareil de combustion suivant la revendication 11, carac- <Desc/Clms Page number 10> térisé en ce que la chambre de combustion secondaire et la chambre de combus- tion principale dans laquelle la chambre de combustion secondaire décharge les gaz sont disposées à l'intérieur dune maçonnerie ou monture commune.

   130 - Appareil de combustion suivant la revendication 12, carac- térisé en ce que les parois de la chambre de combustion principale et de la chambre de combustion secondaire sont garnies de tubes vaporisants d'un généra- teur de vapeur, et quelques tubes garnissant les parois de la chambre de com- bustion principale se bifurquent de manière à former des sections de'tubes sup- plémentaires utilisées dans les parois de la chambre de combustion secondaire.

   14. - Appareil de combustion suivant les revendications 11, 12 ou 13,caractérisé en ce que la chambre du foyer cyclone et la chambre de com- bustion secondaire sont aménagées de façon que le courant de scorie liquide de la chambre du foyer cyclone passe dans la chambre de combustion secondai- re,et de là dans la chambre de combustion principale.

   15. - Appareil de combustion suivant l'une ou l'autre des reven- dications 11 à 14, caractérisé en ce que la chambre de combustion secondaire est aménagée pour décharger des gaz sur une sole de coulée de scorie de la chambre de combustion principale.

   16. - Appareil de combustion suivant l'une ou l'autre des reven- dications 11 à 15, caractérisé en ce que la chambre de combustion principale est aménagée pour être chauffée par des brûleurs d'angle, et la chambre de com- bustion secondaire est placée entre deux angles adjacents et à une certaine distance de ces angles: de la chambre de canbustion principale pour décharger des gaz dans celle-ci dans la région où les brûleurs déchargent.

   17. - Appareil de combustion suivant l'une ou l'autre des reven- dications 11 à 15,caractérise en ce que la chambre de combustion principale est pourvue de brûleurs à sa paroi avant et la chambre de combustion secon- daire est placée dans un angle de la chambre de combustion principale pour dé- charger des gaz dans celle-ci dans la région où les brûleurs déchargent.

   18. - Appareil de combustion suivant la revendication 11, carac- térisé en ce que la chambre du foyer cyclone est raccordée directement à la chambre de combustion secondaire, et celle-ci est espacée de la chambre de combustion principale et est raccordée à cette dernière par un conduit réfrac- taire.

   19. - Appareil de combustion suivant la revendication 8, carac- térisé en ce que le conduit est garni intérieurement de tubes de refroidisse- mento 200 - Appareil de combustion suivant les revendications 11, 18 ou 19, caractérisé en ce que la chambre de combustion secondaire est établi conne une chambre de tourbillonnement à axe vertical et pourvue au fond d'une sortie de scorie et au sommet d'une sortie de gaz.

   21. - Appareil de combustion suivant la revendication 20, carac- térisé en ce que la chambre de tourbillonnement est pourvue d'une entrée de gaz tangentielle ou approximativement tangentielle au-dessous d'un goulot de sor- tie des gaz dirigé vers l'intérieur et conduisant à une conduite verticale.

   22. - Appareil de combustion suivant l'une ou l'autre des revendi- cations 11 et 18 à 21, caractérisé en ce que les tubes de refroidissement de la chambre du foyer cyclone et de la chambre de combustion secondaire sont é- tablis avec circulation forcée du fluide de travail d'un générateur de vapeur dont les chambres de combustion font partie.

   23.- Appareil de combustion suivant l'une ou l'autre des reven- dications 11 et 18 à 22, caractérisé en ce que la chambre du foyer cyclone et la chambre de combustion secondaire sont établies de manière que le courant de scorie liquide venant de la chambre du foyer cyclone passe dans la chambre de combustion secondaire et de là, par le dispositif de sortie de scorie pour- vu d'un joint étanche empêchant la sortie des gaz, au dispositif d'évacuation de scorie. <Desc/Clms Page number 11>

   24. - Appareil de combustion, suivant la revendication 1, carac- térisé en ce que la chambre de combustion principale est agencée pour fonc- tionner avec évacuation des cendres à l'état solide.

   25. - Appareil de combustion suivant la revendication 1, carac- térisé en ce que la chambre de combustion principale est aménagée pour rece- voir les gaz du foyer cyclone,et des dispositifs sont prévus pour refroidir ces gaz à un degré approprié avant qu'ils ne pénètrent dans la chambre de com- bustion principale.

   260 - Appareil de combustion suivant la revendication 25, carac- térisé en ce que la chambre de combustion secondaire est disposée entre la chambre du foyer cyclone et la chambre de combustion principale.

   27. - Appareil de combustion suivant la revendication 26, carac- térisé en ce que la chambre de combustion secondaire est séparée de la cham- bre de combustion principale par un écran à scorie.

   28. - Appareil de combustion suivant les revendications 26 ou 27, caractérisé en ce que la chambre de combustion secondaire est disposée en-dessous de la chambre de combustion principale.

   29. - Appareil de combustion suivant la revendication 26, carac- térisé en ce que deux foyers cyclones ou deux paires de foyers cyclones diri- gés en sens opposés sont agencés pour décharger dans des chambres de combustion secondaires correspondantes disposées en-dessous de la chambre de combustion principale et séparées de celle-ci par des écrans à scorie tubulaires.

   30. - Appareil de combustion suivant les revendications 28 ou 29, caractérisé en ce que la chambre de combustion principale est aménagée pour être chauffée aux angles.

   31. - Appareil de combustion suivant les revendications 26, 27 ou 28, caractérisé en ce que des dispositifs récepteurs de scorie sont éta- blis de manière à recevoir la scorie de la chambre du foyer cyclone et de la chambre de combustion secondaire et les cendres qui tombent de la chambre de combustion principale dans la chambre de combustion secondaire.

   32. - Appareil de combustion suivant l'une ou l'autre des re- vendications 1 à 9 et 11 à 31, caractérisé en ce que des dispositions sont prises pour envoyer des particules solides séparées d'une série de chambres de combustion principales à un ou plusieurs foyers cyclones.

   33. - Appareil de combustion disposé et destiné à fonctionner en substance comme c'est décrit ci-dessus avec référence aux Figs. 1 et 2, aux Figs. 3 et 4, aux Figs. 5, 6 et 7 ou aux Figso 8 et 9 des dessins annexés. en annexe 9 dessins,