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La présente invention concerne un foyer à poussier pour chau- dière tubulaire comportant des chambres d'allumage ou de fusion et de rayon- nement revêtues de tubes de chaudière, et une évacuation dé scorie liquide ou l'équivalent.
On a constaté que dans les foyers à poussier de charbon, compor- tant des chambres de combustion revêtues de tubes de refroidissement, par exemple des tubes de vaporisation, il est avantageux d'allumer et de fondre le combustible dans des chambres de fusion délimitées par des étranglements, ou l'équivalent, par rapport à une ou plusieurs chambres de rayonnement aux- quelles elles ne sont donc raccordées que par des ouvertures relativement petites.
On peut atteindre ou maintenir les températures élevées néces- saires pour la fusion de la scorie ou l'équivalent dans les chambres de fusion malgré le refroidissement de ces dernières, et dans la chambre de rayonnement on peut avec certitude refroidir les gaz de combustion à des températures plus basses que le point de fusion de la scorie, avant que pen- dant leur parcours ultérieur, ils rencontrent des surfaces de chauffage co dont l'efficacité pourrait être défavorablement influéncée par la-cendre liquide ou pâteuse.
On a utilisé à cet effet des chambres de fusion à -axe horizontal ou vertical et exécutées sous forme de séparateurs cyclones, chauffées par admission tangentielle du combustible et de l'air, ou par des brûleurs à turbulence, à flammes tourbillonnantes, ces chambres de fu- sion étant alors raccordées individuellement ou en commun à une chambre de rayonnement. Ces constructions avaient pour avantage que par suite du tourbillonnement des flammes, la cendre ou la scorie était séparée de fa- çon forcée.
Toutefois elles opt comme inconvénient les formes difficiles à réaliser pour les tubes de refroidissement de la chambre de fusion, et l'utilisation de raccords onéreux pour relier ces tubes aux autres parties sous pression de la chaudière ; unau e inconvénient est que les chambres de fusion ne pouvaient, sans grandes ertes de place et d'espace et sans difficulté, être incorporées dans le bloc de la chaudière, d'autant plus que cette forme bloc était considérée comme la plus avantageuse pour le mon- tage des surfaces de chauffage par contact ou des surfaces de chauffage secondaires de la chaudière, comme les préchauffeurs d'éau et d'air et le surchauffeur de vapeuro
D'autre part, on connaît aussi des foyers à fusion, à poussier de charbon, pour des chaudières à vapeur,
dans lesquels les chambres de fusion et de rayonnement étaient adaptées à la forme bloc habituelle de la. chaudière, ce qui était réalisé en divisant la chambre de combustion sen- siblement cubique, par une ou plusieurs cloisons tubulaires pour obtenir d'une part une ou plusieurs chambres de fusion et d'autre part une ou plu- sieurs chambres de rayonnenent, et on,' utilisait alors une chambre de com- bustion en forme de U dont la branche descendante, avec éventuellement la courbe de l'U, s'étendait dans la chambre de fusion, tandis que la branche montante s'étendait dans la chambre de rayonnement.
Toutefois cette forme de réalisation a l'inconvénient que la séparation de la cendre, ou de la scorie, des gaz de combustion était en quelque sorte laissée au hasard de leur chute libre, de sorte que l'agglomération de la cendre au premier pas- sage par la chambre de fusion n'était'pas assez complèteo
Suivant la présente invention, on obtient les avantages des constructions connues tout en évitant; leurs inconvénients, en réunissant en un bloc et en entourant d'une enveloppe commune, une ou plusieurs cham- bres de fusion à axes verticaux, section transversale circulaire et guida- ge hélicoïdal des flammes dirigées vers le bas, ensemble avec une chambre de rayonnement adjacente dans laquelle les gaz de combustion circulent vers le haut.
Dans cette construction, les tubes montants de rayonne- ment des chambres d'allumage, ou de fusion, peuvent aisément s'élever vers les tambours de chaudière ou l'équivalent, sans qu'il soit nécessaire d'utiliser un collecteur particulier. De ce fait et grâce au voisinage
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direct de la chambre de rayonnement avec le côté postérieur d'une grande partie des tubes dé la chambre d'allumage, les tubes de rayonnement sont efficacement utilisés comme surface de chauffageo Laplace entre les supports de chaudière habituels est bien utilisée et grâce à la combustion en tourbillon dans les chambres d'allumage ou de fusion on obtient une séparation positive et très poussée de la cendre ou scorieo
On décrira ci-après d'autres détails de l'invention,
avec référence au dessin annexé qui en montre à titre d'exemple une forme de réalisationo
La Figo 1 est une coupe verticale, partiellement transversale d'une chaudière à rayonnement et la Figo 2 montre dans le bas une coupe horizontale suivant la ligne c-d de la Fig. 1 et dans le haut une coupe horizontale suivant la ligne c-eo
On s'est contenté de représenter dans le dessin la partie foyer, en particulier la partie inférieure de la chaudièrequi avec ses surfaces de chauffage habituelles, le surchauffeur de vapeur, les préchaufféurs d'eau et d'air de combustion etc. peut' être exécutée quant au reste sous forme de chaudière en tour ou à un seul passage ,
ou encore comme chaudière-à passages multipleso La partie foyer est constituée par les chambres l'allumage ou de fusion 1 et la chambre de rayonnement 2, montées entre les supports de chaudière 3 et entourées par une enveloppe isolante commune 4. Les chambres 1 ont une section transversale circulaire tandis que la chambre de rayonnement 2 a plutôt une section transversale rectangulaire comme d'ailleurs les autres conduits de gaz. de combustion de la chaudière. Les chambres 1 sont entourées de toute part de tubes de chaudière 5 recevant l'eau de chaudière des collecteurs 6 ou des tubes de descente 7 qui y sont raccordéso Dans la partie inférieure de chaque chambre 1; les tubes 5 laissent subsister une ouverture 13) donnant accès à la chambre de rayonnement 2.
Dans la zone des chambres d'allumage ou de fusion 1, les tubes 5 sont recouverts d'une couche thermo-isolante 12 afin de diminuer leur effet de refroidissement sur les flammes. Dans leur partie supérieure, les tubes 5 sont utilisés pour revêtir la partie supérieure de la chambre de rayonnement 2. D'autre part cette chambre est délimitée en partie par le côté postérieur des tubes 5 et par des tubes 8. Ces derniers sont alimentés d'eau de chaudière par les collecteurs de la paroi postérieure ou des collecteurs des parois latérales,- non représentéscependant que tous les collecteurs peuvent être réunis en un collecteur annulaire ou être reliés entre eux par une conduite annulaire.
A leur partie supérieure, les chambres d'allumage ou de fusion 1 sont alimentées tangentiellement de poussier de charbon par les tuyères 10 et d'air de combustion par les condu its 11, de sorte que les flammes e de poussier de charbon suivent une trajectoire hélicoïdale le long des parois de la chambre pour arriver aux ouvertures 13 par'lesquelles elles s'échappent dans la chambre de rayonnement où elles montent, en suivant le conduit du foyer, vers les surfaces. de chauffage secondaires de la chaudière. Dans les conduits de flammes, derrière les ouvertures 13,, et dans le fond de la chambre de rayonnement sont prévues des ouvertures 14 vers lesquelles sont inclinés tant les fonds des chambres d'allumage ou de fusion que le fond de la chambre de rayonnement.
De cette manière, la scorie projetée sur les parois des chambres d'allumage ou de fusion, ou tombée au fond de celle-ci, s'écoule vers lesouvertures 14 par où elle est évacuée.
Au-dessus du fond de la chambre de rayonnement, la température des gaz de combustion est encore suffisamment élevée pour fondre et laisser s'écouler à l'état fondu, la cendre ou la scorie tombant encore dans la chambre de rayonnemento
Comme montré en traits mixtes sur la Figo 2,on peut aussi pour les ouvertures 13, ne prévoir qu'une seule ouverture d'évacuation 14'
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aménagée dans le sens des axes 15 et légèrement en-dessous du point d'in- tersection de ces axeso
Le dessin montre que le nouveau foyer convient aux chaudières à circulation d'eau naturelle. Il peut tout aussi bien être utilisé pour des chaudières tubulaires dans lesquelles l'eau, la vapeur ou l'air sont sous pression dans les tubes de chaudière et vaporisés ou chauffes par le foyer.
Ce foyer n'est pas non plus limité à l'utilisation de poussier de charbon, mais convient aussi pour d'autres combustibles, comme par exemple les résidus de lessives cellulosiques, dans le cas desquels il faut consi- dérer en plus de la combustion, la séparation des rendus de combustion % des gaz de combustion, déjà dans le foyer.
REVENDICATIONS.
1. - Foyer à poussier pour chaudière tubulaire, comportant des chambres d'allumage ou de fusion, des chambres de rayonnement et une évacuation pour la scorie liquide ou l'équivalent, revêtues de tubes d'eau, caractérisé en ce qu'une ou plusieurs chambres de fusion à axes verticaux, section transversale circulaire et guidage hélicoïdal des flammes dirigées vers le bas, et une chambre de rayonnement adjacente dans laquelle les gaz de combustion circulent vers le haut,' sont réunies en un bloc et entourées d'une enveloppe commune.
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The present invention relates to a dust bowl for a tubular boiler having ignition or melting and radiating chambers lined with boiler tubes, and a discharge of liquid slag or the like.
It has been found that in coal dust hearths having combustion chambers lined with cooling tubes, for example vaporization tubes, it is advantageous to ignite and melt the fuel in melting chambers delimited by constrictions, or the equivalent, with respect to one or more radiation chambers to which they are therefore connected only by relatively small openings.
The high temperatures necessary for the melting of the slag or the like in the melting chambers can be achieved or maintained despite the cooling of the latter, and in the radiation chamber the combustion gases can with certainty be cooled down to temperatures lower than the melting point of the slag, before, during their subsequent journey, they encounter heating surfaces whose efficiency could be adversely affected by the liquid or pasty ash.
For this purpose, melting chambers with a horizontal or vertical axis were used and executed in the form of cyclone separators, heated by tangential admission of fuel and air, or by swirl burners, with swirling flames, these combustion chambers. fusion being then connected individually or in common to a radiation chamber. These constructions had the advantage that as a result of the swirling flames, the ash or slag was forcibly separated.
However, they opt as a drawback of the shapes that are difficult to achieve for the cooling tubes of the melting chamber, and the use of expensive fittings to connect these tubes to the other pressurized parts of the boiler; one drawback is that the melting chambers could not, without great savings in space and space and without difficulty, be incorporated into the boiler block, especially since this block form was considered to be the most advantageous for the boiler. mounting of contact heating surfaces or secondary heating surfaces of the boiler, such as water and air preheaters and the steam superheater
On the other hand, there are also known smelters, coal dust, for steam boilers,
in which the fusion and radiation chambers were adapted to the usual block shape of the. boiler, which was achieved by dividing the substantially cubic combustion chamber, by one or more tubular partitions to obtain on the one hand one or more melting chambers and on the other hand one or more radiating chambers, and a U-shaped combustion chamber was then used, the descending branch of which, possibly with the curve of the U, extended into the melting chamber, while the rising branch extended into the combustion chamber. radiation.
However, this embodiment has the drawback that the separation of the ash, or the slag, from the combustion gases was in a way left to chance of their free fall, so that the agglomeration of the ash at the first pass. wise by the fusion chamber was not complete enough
According to the present invention, the advantages of the known constructions are obtained while avoiding; their drawbacks, by uniting in a block and surrounding with a common envelope, one or more melting chambers with vertical axes, circular cross section and helical guidance of the flames directed downwards, together with a radiation chamber adjacent in which the combustion gases flow upwards.
In this construction, the upright radiating tubes of the ignition, or melting, chambers can easily rise to the boiler drums or the like, without the need for a special manifold. Because of this and thanks to the neighborhood
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direct from the radiation chamber with the rear side of a large part of the ignition chamber tubes, the radiation tubes are effectively used as a heating surface o Laplace between the usual boiler supports is well utilized and thanks to combustion in a vortex in the ignition or fusion chambers, a positive and very thorough separation of the ash or slag is obtained
Further details of the invention will be described below,
with reference to the accompanying drawing which shows by way of example one embodiment
Figo 1 is a vertical, partially transverse section of a radiant boiler and Figo 2 shows at the bottom a horizontal section along the line c-d of Fig. 1 and at the top a horizontal cut along the line c-eo
In the drawing, we have been content to represent the combustion chamber part, in particular the lower part of the boiler which with its usual heating surfaces, the steam superheater, the water and combustion air preheaters etc. can be executed as a tower boiler or a single pass,
or as a multiple-passage boiler o The combustion chamber is made up of the ignition or fusion chambers 1 and the radiation chamber 2, mounted between the boiler supports 3 and surrounded by a common insulating casing 4. The chambers 1 have a circular cross section while the radiation chamber 2 has more of a rectangular cross section like the other gas ducts. combustion chamber. The chambers 1 are surrounded on all sides by boiler tubes 5 receiving boiler water from the collectors 6 or from the downpipes 7 which are connected thereto In the lower part of each chamber 1; the tubes 5 leave an opening 13) giving access to the radiation chamber 2.
In the zone of the ignition or melting chambers 1, the tubes 5 are covered with a heat-insulating layer 12 in order to reduce their cooling effect on the flames. In their upper part, the tubes 5 are used to coat the upper part of the radiation chamber 2. On the other hand, this chamber is partially delimited by the rear side of the tubes 5 and by tubes 8. The latter are supplied with Boiler water by the collectors of the rear wall or the collectors of the side walls, - not shown however that all the collectors can be united in an annular collector or be connected to each other by an annular pipe.
At their upper part, the ignition or melting chambers 1 are tangentially supplied with coal dust by the nozzles 10 and combustion air by the conduits 11, so that the flames e of the coal dust follow a trajectory helical along the walls of the chamber to arrive at the openings 13 through which they escape into the radiation chamber where they rise, following the duct of the hearth, towards the surfaces. secondary heating of the boiler. In the flame ducts, behind the openings 13 ,, and in the bottom of the radiation chamber are provided openings 14 towards which are inclined both the bottoms of the ignition or melting chambers and the bottom of the radiation chamber.
In this way, the slag projected on the walls of the ignition or melting chambers, or fallen to the bottom thereof, flows towards the openings 14 through which it is discharged.
Above the bottom of the radiation chamber, the temperature of the flue gases is still high enough to melt and melt away with the ash or slag still falling into the radiation chamber.
As shown in phantom in Fig. 2, it is also possible for the openings 13, to provide only one discharge opening 14 '
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arranged in the direction of the axes 15 and slightly below the point of intersection of these axes.
The drawing shows that the new fireplace is suitable for boilers with natural water circulation. It can equally well be used for tubular boilers in which water, steam or air is pressurized in the boiler tubes and vaporized or heated by the hearth.
This fireplace is not limited to the use of charcoal dust either, but is also suitable for other fuels, for example cellulosic detergent residues, in the case of which it is necessary to consider in addition to combustion. , the separation of combustion renders% of the flue gases, already in the hearth.
CLAIMS.
1. - Dust burner for a tubular boiler, comprising ignition or melting chambers, radiation chambers and an outlet for liquid slag or the equivalent, lined with water tubes, characterized in that one or several melting chambers with vertical axes, circular cross section and helical guidance of the flames directed downwards, and an adjacent radiation chamber in which the combustion gases circulate upwards, 'are united in a block and surrounded by a casing common.