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CIMENTS D'OBOURG; Société Anonyme, résidant à OBOURG.
BRULEUR POUR LA COMBUSTION DE COMBUSTIBLE PULVERISE.
La présente invention est relaitve à un brûleur pour la combus- tion de combustible solide pulvérisé dans un foyer, dans lequel le combus- tible est véhiculé à l'aide d'une partie de l'air nécessaire à sa combus- tion démommée "air primaire".
Généralement, les brûleurs., de ce genre comprennent essentielle- ment un tuyau qui est placé approximativement dans l'axe du foyer (en par- ticulier dans l'axe d'un four rotatif), dans lequel sont parfois disposées des palettes destinées à provoquer un mouvement tourbillonnaire de l'air primaire et du combustible pulvérisée
Même lorsque le mélange d'air sous pression et de combustible sortant du brûleur tourbillonne, les résultats ne sont pas satisfaisants parce que l'on ne parvient pas à mélanger intimement, à la sortie du brû- leur, le combustible pulvérisé au restant de l'air nécessaire à la combus- tion, dénommé "air secondaire".
Ce résultat est dû au fait que, pour empêcher le dépôt de com- bustible pulvérisé dans les conduites qui l'amènent au bruleur et pour évi- ter,qu'après sa sortie de celui-ci, une partie notable du combustible tom- be dans le foyer, on est obligé de faire circuler ce combustible à grande vitesse et que, par conséquent, le mélange d'air primaire et de combustible pulvérisé qui brûle à la sortie du brûleur s'enfonce dans le foyer comme un dard. Il en résulte la production d'une longue flamme dont la température n'est pas aussi élevée que si tout l'air secondaire avait pu être mélangé au combustible solide très près de la sortie du brûleur.
Il est à noter que l'air secondaire, qui a généralement été ré- chauffé le plus possible avant son introduction dans le foyer, par son pas- sage dans un refroidisseur des produits sortant d'un four chauffé par ce foyer, ne peut pas être concentré à la sortie du brûleur à cause de la section de passage importante dont il dispose à son entrée dans le foyer.
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La présente invention a comme objet un brûleur grâce auquel on peut obtenir une flamme .plus chaude que celle obtenue avec les brûleurs actuels.
A cet effet, le brûleur suivant l'invention comprend, près de sa sortie, un déflecteur qui oblige le jet d'air primaire véhiculant le com- bustible pulvérisé à s'épanouir.
Ce déflecteur pourrait être disposé à l'extérieur de la paroi du brûleur en face de la sortie mais selon une forme d'exécution préférée, la paroi extérieure du brûleur s'évase près de la sortie de celui-ci et, en outre, dans la partie évasée de la dite paroi extérieure , est disposé un noyau qui s'évase également vers la sortie.
Afin de permettre un réglage du degré d'épanouissement du mé- lange d'air primaire et de combustible pulvérisé, on prévoit, en outre, de monter le noyau susdit de façon que sa position axiale puisse être réglée par rapport à la partie évasée de la paroi extérieure.
D'autres particularités et détails de l'invention apparaîtront au cours de la description des dessins annexés au présent mémoire, qui re- présentent schématiquement, et à titre d'exemple seulement, quelques formes d'exécution du brûleur suivant l'invention.
La figure 1 est une vue en perspective, après brisure partielle, d'un brûleur suivant l'invention convenant particulièrement pour le chauf- fage d'un four rotatif dont les produits cuits sont évacués dans un refroi- disseur non solidaire du four.
La figure 2 représente schématiquement une partie d'un four pour lequel le brûleur suivant la figure 1 convient spécialement.
La figure 3 est une vue en perspective., après brisure partiel- le,d'un brûleur suivant l'invention convenant spécialement pour le chauffa- ge d'un four rotatif pourvu d'un refroidisseur tournant avec lui.
La figure 4 représente schématiquement une partie d'un four pour lequel le brûleur suivant la figure 3 convient spécialement.
Les figures 5 et 6 représentent, en perspective, après brisure partielle, deux autres formes d'exécution du brûleur suivant l'invention dans lesquelles le degré d'épanouissement du jet est réglable.
La figure 7 est une vue en perspective d'une autre forme d'exé- cution du brûleur suivant l' invention.
Dans ces différentes figures, les mêmes notations de référence désignent des éléments identiques.
Le brûleur représenté à la figure 1 comprend un tuyau 2 parcouru à grande vitesse dans le sens de la flèche X, par un courant d'air sous pres- sion tenant en suspension du charbon pulvérisé. Cet air ne constitue qu'une partie de l'air nécessaire à la combustion du combustible pulvérisé et est dénommé "air primaire". Près de sa sortie, la paroi extérieure du brûleur s'évase comme représenté en 3. Dans la partie évasée de la paroi extérieure, est disposé un noyau 4 qui s'évase également vers la sortie. Ce noyau est maintenu à distance fixe de la partie évasée 3 par des cloisons telles que 5.
La partie évasée 3 et le noyau 4 laissent subsister entre eux un passage qui a une section transversale en forme générale de fer à cheval.
Les extrémités de ce passage sont fermées chacune par une paroi 6 qui réu- nit la paroi extérieure évasée 3 au noyau 4.
La partie évasée 3 et le noyau 4 constituent, près de la sortie du brûleur, un déflecteur qui oblige 'le mélange d'air primaire et de com- bustible pulvérisé circulant à grande vitesse dans le brûleur à s'épanouir
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en sortant de celui-ci.
Un brûleur de ce genre peut être appliqué avantageusement dans un four tel que celui représenté à la figure 2 où on voit un tube rotatif
7 horizontal ou incliné convenant, par exemple, pour la cuisson du clinker à ciment Portland. Les produits cuita sont déversés à l'extrémité de ce tube 7 dans une goulotte 8 qui les conduit dans un refroidisseur 9 indépen- dant du four. Dans celui-ci, ces produits cèdent leur chaleur à un courant d'air qui, après avoir circulé dans la goulotte 8 en sens inverse des pro- duits cuits, pénètre dans le tube 7 au voisinage de la sortie du brûleur.
A cause de son inertie et de sa tendance à s'élever parce qu'il est chaud, ce courant d'air est concentré principalement dans la moitié supérieure du four avant de se répandre dans toute la section de celui-ci. Cet air,indis- pensable pour obtenir une combustion complète du combustible pulvérisée est appelé "air secondaire". Il suit approximativement le trajet schématisé par le faisceau de lignes 10 pourvues de pointes de flèche. C'est à cause de la forme de ce trajet que le brûleur suivant la figure 1 convient parti- culièrement pour le chauffage d'un four suivant la figure 2. En effet, il fait épanouir le mélange d'air primaire et de combustible pulvérisé dans toute la veine d'air secondaire, près de sa sortie.
A la figure 3, on a représenté un autre brûleur suivant l'in- vention comprenant une partie évasée 3 de forme tronconique dans laquelle est disposé coaxialement un noyau conique 4. Ce brûleur répartit le mélan- ge d'air primaire et de combustible pulvérisé d'une manière uniforme autour de son axe et est utilisé avantageusement dans un four tel que celui repré- senté à la figure 4. Ce four est un four rotatif pour la cuisson de clin- ker à ciment qui est pourvu d'un refroidisseur 9 qui tourne avec lui. L'air secondaire pénètre dans ce refroidisseur par son extrémité annulaire 11 par laquelle les produits refroidis sont évacués. La veine annulaire d'air secondaire réchauffé dans le refroidisseur 9 se concentre dans l'axe du four au voisinage de la sortie du brûleur.
Lorsque celui-ci est constitué comme représenté à la figure 3, le combustible pulvérisé se répand immédiatement dans toute la veine d'air secondaire.
Dans le brûleur représenté à la figure 5, le noyau 4 est de position axiale réglable. Il peut coulisser sur les parois inférieures 6 du passage en fer à cheval lorsqu'on agit parallèlement à l'axe du tuyau 2 sur une tige 12 guidée dans des supports tels que 13.
Dans le brûleur représenté à la figure 6, le noyau tronconique 4 est également de position axiale réglable par le fait qu'il est solidaire d'une tige 12 que l'on peut faire coulisser parallèlement à l'axe du tuyau 2 dans des supports 13.
Dans le brûleur représenté à la figure 7, la paroi extérieure 3 s'évase près de la sortie. Elle a, en coupe transversale, la forme approxi- mative d'une ellipse. Des parois 14 divergeant vers la sortie 15 sont dis- posées dans cette partie évasée. Les arêtes de sortie 15 de ces parois sont sensiblement perpendiculaires à la plus grande dimension de l'orifice de sortie.
Il est évident que l'invention n'est pas exclusivement limitée aux formes d'exécution représentées et que bien des modifications peuvent être apportées dans la forme, la disposition et la constitution de certains des éléments intervenant dans sa réalisation, à condition que ces modifi- cations ne soient pas en contradiction avec l'objet de chacune des revendi- cations suivantes.
Il va de soi, par exemple, que le brûleur suivant l'invention peut avantageusement être utilisé dans d'autres foyers à combustible pulvé- risé que les fours pour la cuisson de clinker à ciment, par exemple, dans des foyers pour chaudières.
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OBOURG CEMENTS; Public limited company, residing in OBOURG.
BURNER FOR THE COMBUSTION OF PULVERIZED FUEL.
The present invention relates to a burner for the combustion of pulverized solid fuel in a hearth, in which the fuel is conveyed with the aid of a part of the air necessary for its combustion. primary".
Generally, burners of this kind essentially comprise a pipe which is placed approximately in the axis of the hearth (in particular in the axis of a rotary kiln), in which are sometimes arranged pallets intended for cause the primary air and atomized fuel to swirl
Even when the mixture of pressurized air and fuel exiting the burner swirls, the results are not satisfactory because it is not possible to thoroughly mix, at the outlet of the burner, the pulverized fuel with the remainder of the burner. air required for combustion, referred to as "secondary air".
This result is due to the fact that, in order to prevent the deposit of atomized fuel in the pipes which lead it to the burner and to prevent, after its exit from the latter, a significant part of the fuel falling. in the hearth, one is obliged to circulate this fuel at high speed and that, consequently, the mixture of primary air and pulverized fuel which burns at the outlet of the burner sinks into the hearth like a dart. The result is the production of a long flame, the temperature of which is not as high as if all the secondary air could have been mixed with the solid fuel very close to the burner outlet.
It should be noted that the secondary air, which has generally been reheated as much as possible before its introduction into the hearth, by passing it through a cooler for the products leaving an oven heated by this hearth, cannot be concentrated at the burner outlet because of the large passage section it has at its entry into the fireplace.
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The object of the present invention is a burner by which a hotter flame can be obtained than that obtained with current burners.
To this end, the burner according to the invention comprises, near its outlet, a deflector which forces the primary air jet conveying the atomized fuel to flourish.
This deflector could be arranged outside the wall of the burner opposite the outlet but according to a preferred embodiment, the outer wall of the burner flares out near the outlet thereof and, moreover, in the flared part of said outer wall, is disposed a core which also flares towards the outlet.
In order to allow adjustment of the degree of expansion of the mixture of primary air and atomized fuel, provision is also made for the aforesaid core to be mounted so that its axial position can be adjusted with respect to the flared part of the tube. the outer wall.
Other features and details of the invention will emerge from the description of the drawings appended hereto, which schematically represent, and by way of example only, some embodiments of the burner according to the invention.
FIG. 1 is a perspective view, after partial breaking, of a burner according to the invention, particularly suitable for heating a rotary oven, the baked products of which are discharged into a cooler which is not integral with the oven.
Figure 2 shows schematically a part of a furnace for which the burner according to figure 1 is especially suitable.
FIG. 3 is a perspective view, after partial break-up, of a burner according to the invention especially suitable for heating a rotary kiln provided with a cooler rotating with it.
Figure 4 shows schematically a part of a furnace for which the burner according to figure 3 is especially suitable.
Figures 5 and 6 show, in perspective, after partial breaking, two other embodiments of the burner according to the invention in which the degree of expansion of the jet is adjustable.
Figure 7 is a perspective view of another embodiment of the burner according to the invention.
In these different figures, the same reference notations designate identical elements.
The burner shown in FIG. 1 comprises a pipe 2 traversed at high speed in the direction of the arrow X, by a current of pressurized air holding pulverized coal in suspension. This air constitutes only a part of the air necessary for the combustion of the pulverized fuel and is called "primary air". Near its outlet, the outer wall of the burner flares out as shown at 3. In the flared part of the outer wall, there is a core 4 which also flares out towards the outlet. This core is kept at a fixed distance from the flared part 3 by partitions such as 5.
The flared part 3 and the core 4 leave between them a passage which has a cross section in the general shape of a horseshoe.
The ends of this passage are each closed by a wall 6 which joins the flared outer wall 3 to the core 4.
The flared part 3 and the core 4 constitute, near the exit of the burner, a deflector which forces the mixture of primary air and atomized fuel circulating at high speed in the burner to develop.
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coming out of it.
A burner of this type can advantageously be applied in an oven such as that shown in FIG. 2 where a rotating tube can be seen.
7 horizontal or inclined suitable, for example, for firing Portland cement clinker. The cooked products are discharged at the end of this tube 7 into a chute 8 which leads them into a cooler 9 independent of the oven. In this, these products give up their heat to a current of air which, after having circulated in the chute 8 in the opposite direction to the cooked products, enters the tube 7 in the vicinity of the burner outlet.
Because of its inertia and its tendency to rise because it is hot, this air current is concentrated mainly in the upper half of the furnace before spreading throughout the entire section of it. This air, which is essential for obtaining complete combustion of the atomized fuel, is called "secondary air". It approximately follows the path shown schematically by the bundle of lines 10 provided with arrowheads. It is because of the shape of this path that the burner according to figure 1 is particularly suitable for heating a furnace according to figure 2. In fact, it expands the mixture of primary air and atomized fuel. throughout the secondary air stream, near its outlet.
In FIG. 3, another burner has been shown according to the invention comprising a flared part 3 of frustoconical shape in which a conical core 4 is arranged coaxially. This burner distributes the mixture of primary air and atomized fuel. uniformly around its axis and is advantageously used in a furnace such as that shown in FIG. 4. This furnace is a rotary furnace for the firing of cement clinker which is provided with a cooler 9 that turns with him. The secondary air enters this cooler through its annular end 11 through which the cooled products are discharged. The annular stream of secondary air heated in the cooler 9 is concentrated in the axis of the furnace in the vicinity of the burner outlet.
When the latter is formed as shown in Figure 3, the atomized fuel immediately spreads throughout the secondary air stream.
In the burner shown in FIG. 5, the core 4 has an adjustable axial position. It can slide on the lower walls 6 of the horseshoe passage when acting parallel to the axis of the pipe 2 on a rod 12 guided in supports such as 13.
In the burner shown in Figure 6, the frustoconical core 4 is also of adjustable axial position by the fact that it is integral with a rod 12 that can be slid parallel to the axis of the pipe 2 in supports 13.
In the burner shown in Figure 7, the outer wall 3 flares near the outlet. In cross section, it has the approximate shape of an ellipse. Walls 14 diverging towards the outlet 15 are arranged in this flared part. The outlet ridges 15 of these walls are substantially perpendicular to the largest dimension of the outlet orifice.
It is obvious that the invention is not exclusively limited to the embodiments shown and that many modifications can be made in the form, the arrangement and the constitution of some of the elements involved in its realization, provided that these modifications - cations are not in contradiction with the object of each of the following claims.
It goes without saying, for example, that the burner according to the invention can advantageously be used in fireplaces with pulverized fuel other than furnaces for firing cement clinker, for example in furnaces for boilers.