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Cette invention concerne les foyers cyclones. Ces foyers sont destinés à brûler un combustible granulaire solide à teneur en cendre qui, lors du fonctionnement du -foyer cyclone est introduit dans la chambre dé combustion du f'pyer cyclone' en même temps que de l'air primaire, dans le Même sens de tourbil- lonnement autour de l'axe longitudinal de la chambre que l'air secondaire. Toutefois, en pratiqua il peut être nécessaire de brûler dans un foyer cyclone un combustible liquide au lieu de combustible solide.
En même temps, il peut être nécessaire de pouvoir satisfaire à la demande en cas de charge partielle ou à pleine charge' au moyen de combustible liquide seul ou .de combustible liquide conjointement avec du combustible solide, ou
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simplement de pouvoir effectuer l'allunage du combustible solide au moyen de combustible liquide., sans soumettre le foyer cyclone à des Modifications de structure importantes.
La présente invention comprend un foyer cyclone pourvu, dans la paroi périphérique de sa chambre de combustion, de lumières permettant de débiter tangentiellement ou à peu pr@s tangentielle- ment à la paroi périphérique, de 1'air primaire transprotant un combustible solide granulaire à teneur en cendre, et de l'air se- condaire en courants ayant le même sens de tourbillonnement et des moyens de monter un brûleur dans au moins une des lumières pour per- mettre d'introduire par celle-ci dans la chambre de combustion, un combustible liquide au moyen d'un brûleur à combustible liquide.
L'invention comprend aussi un foyer cyclone pourvu de lumières, l'une pour l"air primaire et l'autre pour l'air secon- daire, ménagées l'une près de l'autre et décalées radialement dans la paroi périphérique de la. chambre de combustion du foyer cyclone et destinées à débiter tangentiellement ou à peu près tangentiellement à la paroi périphérique de l'air primaire véhiculât un com- bustible solide granulaire à teneur en cendre et de l'airsecondaireen courents ayant le même sens de tourbillonnement, des moyens de ¯::
on- ter un brûleur et un brûleur à combustible liquide associé à cette monture et possédant un ajutage pulvérisateur dans le voisinage de l'extrémité intérieure d'une paroi séparant les lumières radialement intérieure et extérieure.
L'invention comprend en outre un foyer cyclone pourvu de lumières, l'une pour l'air primaire et l'autre pour l'air secondaire, ménagées l'un près de l'autre et décaléesradialement dans la paroi périphérique de la chaire de combustion du foyercyclone,et permettant de débiter tangentiellement ou en substances tangentiel- lement à la paroi périphérique, de l'air primaire véhiculant un combustible solide granulaire à teneur en cendre et de l'air secondaire en courant ayant le même sens de tourbillonnement, des moyens de monter un brûleur disposés du côté de la lumière radialement
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intérieure opposéà celui où se trouve la lumière adjacente pr@ia- lement extérieure et destinés à supporter la lance d'un brûleur à combustible liquide,
cette lance dans la lumière radia- lement intérieure, transversalement à, celle-ci,avec sonajuage à ou en substances à l'extrémité de débit de la lumière ou légèremetn au-delà de celle-ci et à proximité d'une paroi séparant cette lu- mière de la lumière voisine radiale Lent extérieure.
L'invention sera décrite ci-après à titre d'exemple, avec référence aux dessins partiellement schématiques annexes, dans lesquels :
Figure 1 est une vue en coupe longitudinale d'un foyer cyclone de chaudière tubulaire suivant la ¯Ligne brisée I-I de la figure 2, et
Figure 2 est une vue en coupe transversale suivant la ligne II-II de la figure 1.
La. chambre de combustion 1 du foyer cyclone, dont la paroi périphériqu.e est approximativement cyclindrique, possède un axe longitudinal horizontal et est délimitée par des tubes vaporisants de la chaudière qui sont pourvus d'ergots soudés du côté de la.. chambre du foyer et sont recouverts d'une couche 3 de ma- tière réfractaire.
Ainsi les tubes 2 de la paroi périphérique et ceux de la paroi d'extrémité avant tronconique 14 s'étendent entre des tubes distributeurs et collecteurs 6 et 7 convenablement reliés au système circulatoire de la chaudière, et les tubes 9 délimitant le goulet de sortie de gaz à conicité tournée vers l'intérieur et la paroi d'extré .ité arrière de la chambre du foyer cyclone sont des tubes de parois vaporisants d'une chambre de combustion secon- daire 10.
Les tubes 9,tant à l'intérieur qu'à l'extérieur de la chambre du foyer cyclone sont pourvus d'ergots et recouverts de matière réfractaire aux endroits exposés à la chaleur. Extérieure- ment aux tubes de la. paroi périphériqueet de la paroi d'extrémité avant du foyer cyclone se trouve une enveloppe de tôle 4 soudée
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dessus et étenche à l'air, recouverte d'une couche de matière ise- lante 5, qui renferme les raccords des tubes aux collecteurs 6 et
7 et est entourée d'une enveloppe de tôle 8. La paroL arrière de la chambre du foyer cyclone présente une sortie 13, pour la scorie en fusion, communiquant avec la chambre de combustion secondaire.
Les tubes de la paroi périphérique de la. chambre du foyer cyclone sont conformés de façon à délimiter au sommet du foyer cyclone une fente longitudinale destinée à recevoir une ran- gée radialement intérieure de lumières à air primaire 15, 16, 17,
18, 19 et 20 et une rangée radialement extérieure de lumières à air secondaire 21, 22, 23, 24,25 et 26, les lumières à air primaire et les lumières à air secondaire étant disposées de manière à débi- ter à grande vitesse de l'air primaire véhiculant un combustible solide granulaire à teneur en cendre et de l'air secondaire res- pectivement, en courants approximativement tangentiels à la paroi périphérique de la chambre du foyer et tourbillonnant dans le même sens. autour de l'axe longitudinal de la chambre de combustion du foyer.
Le degré peut d'admission dair secondaire peut être réglé au moyen de registres articulés tels que les registres ou clapets 27 associés aux lumières à air secondaire correspondantes.
Quelques unes au moins des lumières à air primaire 15 à 20 sont associées à des montures de brûleurs à combustible liquide correspondants. Ainsi, comme c'est indiqué sur la figure 1, des montures de brûleurs à huile sont associées à chacune des lumières 16, 17, 18, 19 et 20 et des brûleurs à huile sont représentés en place dans leurs montures aux lumières d'ordre pair 16, 18 et 20. Si on le désire, les lumières à air primaire alternantes peuvent seules être pourvues de montures de brûleurs.
Comme c'est indiqué sur la figure 2 pour la lumière 18, chaque monture de brûleur est disposée du côté d'une lumière . air primaire opposé à celui où se trouve une lumière à air secondaire et est desstinée à suporter la lance 38 d'un brûleur à combustible liquide, la lance détendant à l'intérieur de la lu-
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mière à air primaire et tran::vens<:.leacnt à la :l.tal.li;rc= at: ;, nÜ,') 1'(: queson ajutage soit dispose à proximité U0 la paroi 39 Fr;trrmt la Iwiiière à air primaire de la lumière a air s<àcon4 ii<e voisiirie r.?,-dialement extérieure.
La longueur de la lance doit être telle que -,J,-'.ajutage se trouve à l'extrémité ou é,p,rro: it:m.tive;.;.ent à l'cxtrémité. de débit de la lumière ou légèrement au delà. de cette e;etr6>..i- té de telle sorte que l'huile ne puisse pas frapper les parois de
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la lumière. De préférence, les brûleurs sont pourvus c1.'a.jutr.;:es de pulvérisation du genre décrit dans le Brevet anglais n 579.591.
Chaque -monture de brûleur comprend un logement 28 pour . la lance d'où le brûleur peut être retiré et comprenant une partie principale et une partie tubulaire 29 de diamètre réduit partant' de la partie principale et se terminant à une ouverture pratiquée dans la paroi inférieure de la lumière à air primaire associée.
Le logeaient est pourvu .,. à son extrémité la. plus éloignée du conduit à air primaire, d'une ouverture 30 pour l'introduction de la
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lance du brûleur qui s'adapte à. frotter-ient doux dans cette ouver- ture, et un dispositif de fermeture est susceptible de ferner auto- matiquement l'ouverture lorsqu'on enlève la. lance du ,brûleur du
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logement et pendant que l'ouverture est encore azroi¯cu.tivement obturée de manière étanche par le brûleur. De préférence, le dis-
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positif de ferilleture est établi sous la, forme d'une porte articulée 35 sollicitée par un ressort dans la position de fermeture et que l'on écarte de cette position en introduisant la lance du brûleur dans l'ouverture 30.
A l'extrémité extérieure du boîtier se trouve un accouplement à dégagement rapide de type approprié connu,
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per:nettant 'd'êta.blir ou d'interro:<lpre la liaison du brûleur avec les arrivées d'huile et de fluide pulvérisateur élastique, tel que de.la vapeur ou de l'air comprime. Un tuyau 34 co::Lnunic:uant avec la partie principale du logement est pourvu d'une valve de réglée 33 et relié à une arrivée d'air à une pression plus élevée que celle qui règne penda.nt le fonctionnement dans .La chambre de Combustion 1 du foyer cyclone.
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Dans le disposition, décrite, lec lo@cments des brûleurs et les sccouplements à dégagement rapide sont faciement accestiples de telle sorte que les brûleurs peuvent être retir@s, intro@its ou changés sans difficulté. On peut faire varier l'ad@ is@ion d'hui- le dans la chambre du foyer suivant les besoins, en changenat le nombre de brûleurs en service ou/et en changeant les plaques ces ajutages des brûleurs de manière à modifier les capacités des brû- leurs. Par exemple., on peut faire varier le débit d'un brûleur dans la game de 1. 500 à 8.000 kg d'huile par heure.
En disposant les brûleurs à huile de la manière céeite avec leurs ajutages près des sorties des lumieres, le danger de la carbonisation de l'huile sur les parois des lumières est évite et les jets d'huile pulvérisés sont entourés par des courants d'ir primaire et .d'air secondaire et intimement mélangesà ceux-ci. Les lences des brûleurs sont dirigées vers la paroi périphérique de la chambre du foyer cyclone, mais les jets d'huile sont déviés par les courants d'air secondaire et écartés des parois.
Les brûleurs à huile peuvent être maintenus en service lorsqu'un combustible solide granulaire est admis avec l'air pri- maire, ou bien ils peuvent être employés pour chauffer le foyer cyclone à l'huile seulement. D'autre part, si le foyer doit être chauffé au combustible granulaire seulement, on retire les brûleurs après les avoir coupés de leurs sources d'huile et de fluide pulvé- risateur.
L'arrivée de l'air dans le logement 28 par le tuyau 34 et la valve 33, en établissant un courant dans la partie tubulaire 29 vers la lumière d'air primaire associée, empêche le renverse- ment du courant et contribue à maintenir le logement froid.
Le foyer cyclone est aussi pourvu d'une monture de brûleur permettant de placer un brûleur à combustible liquide dans une lumière à brûleur ménagée dans la paroi avant de la chambre du fover cyclone. Ainsi, un logement 28' est disposé coaxialement à @
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la chambre de combustion du foyer cyclone et ce logeaent est our- vu d'une ouverture d'entrée 30', dans laquelle on peut introduire une lance de brûleur 31 à frottement doux et qui peut être obturée, lorsqu'on retire la lance du brûleur par une porte articulée 35' sollicitée par un'ressort.
Ce logement est aussi pourvu d'un dis- positif comportant un tuyau 34' et une valve 33' pour amener au logement de l'air à une pression supérieure à celle qui règne dans la chambre du foyer cyclone pendant le fonctionnement, et d'un accouplement à dégagement rapide pour permettre de retirer et de réintroduire le brûleur à volonté. Toutefois, dans ce cas, la par- tie 29' du logement est tronconique et se termine par une lumière pour débiter l'huile et l'air à l'intérieur de la chambre du foyer cyclone, l'air étant amené par le tuyau 34' et l'huile étant débi- tée par l'ajutage 32, situé à la lumière, d'un brûleur préfrablement de même forme que les brûleurs associés aux lumières à air primaire.
L'air amené en quantité réglée par le tuyau 34' sert d'air comburant et agit de manière à empêcher l'entrée de vapeurs d'huile, de gaz, de combustion ou de scorie dans le logement 28', et à refroidir celui-ci.
Si le brûleur doit fonctionner comme brûleur d'allumage il peut être agencé pour fournir jusqu'à 350 kg d'huile à l'heure tandis que s'il doit fonctionner à charge partielle, l'ajutage du brûler peut être pourvu d'un dispositif permettant de projeter 2.500 ou 3.500 kg d'huile à l'heure.
Le dispositif de chauffe du foyer cyclone décrit permet de brûler du combustible solide et/ou du combustible liquide dans la chambre du foyer suivant les besoins. Ceci est important non seulement lorsqu'il faut chauffer le foyer cyclone pour fondre la scorie qui s'y est solidifiée.9 mais aussi pour permettre le changement de combustible nécessite pour des raisons de prix qui'peuvent persister pendant de longues durées.
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This invention relates to cyclone foci. These hearths are intended to burn a solid granular fuel with ash content which, during the operation of the cyclone hearth is introduced into the combustion chamber of the cyclone f'pyer 'at the same time as the primary air, in the same direction. swirl around the longitudinal axis of the chamber as secondary air. However, in practice it may be necessary to burn liquid fuel instead of solid fuel in a cyclone stove.
At the same time, it may be necessary to be able to meet the demand at partial or full load by means of liquid fuel alone or liquid fuel in conjunction with solid fuel, or
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simply to be able to carry out the allunage of the solid fuel by means of liquid fuel, without subjecting the cyclone hearth to significant structural modifications.
The present invention comprises a cyclone hearth provided, in the peripheral wall of its combustion chamber, with apertures making it possible to discharge tangentially or more or less tangentially to the peripheral wall, the primary air transporting a solid granular fuel to. ash content, and secondary air in currents having the same direction of swirling and means for mounting a burner in at least one of the openings to allow it to be introduced into the combustion chamber, a liquid fuel by means of a liquid fuel burner.
The invention also comprises a cyclone hearth provided with openings, one for the primary air and the other for the secondary air, arranged one close to the other and offset radially in the peripheral wall of the chamber. . combustion chamber of the cyclone hearth and intended to deliver tangentially or approximately tangentially to the peripheral wall of the primary air conveying a granular solid fuel with ash content and secondary air in currents having the same direction of vortex, means of ¯ ::
there is a burner and a liquid fuel burner associated with this mount and having a spray nozzle in the vicinity of the inner end of a wall separating the radially inner and outer slots.
The invention further comprises a cyclone hearth provided with lumens, one for the primary air and the other for the secondary air, arranged one close to the other and offset radially in the peripheral wall of the pulpit. combustion of the hearth cyclone, and making it possible to deliver tangentially or with substances tangentially to the peripheral wall, primary air conveying a granular solid fuel with ash content and secondary air in a current having the same direction of vortexing, means of mounting a burner arranged radially on the lumen side
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interior opposite to that where the adjacent lumen is located primarily exterior and intended to support the lance of a liquid fuel burner,
this lance into the radially inner lumen, transversely to it, with its adjuage to or substances at the end of the lumen's flow or slightly beyond it and near a wall separating this lumen. light of the neighboring light radial Slow exterior.
The invention will be described below by way of example, with reference to the accompanying partially schematic drawings, in which:
Figure 1 is a longitudinal sectional view of a cyclone furnace of a tubular boiler along the ¯ Broken line I-I of figure 2, and
Figure 2 is a cross-sectional view along the line II-II of Figure 1.
The combustion chamber 1 of the cyclone hearth, the peripheral wall of which is approximately cyclindrical, has a horizontal longitudinal axis and is delimited by vaporizing tubes of the boiler which are provided with lugs welded on the side of the ... chamber of the. hearth and are covered with a layer 3 of refractory material.
Thus the tubes 2 of the peripheral wall and those of the frustoconical front end wall 14 extend between distributing and collecting tubes 6 and 7 suitably connected to the circulatory system of the boiler, and the tubes 9 delimiting the outlet neck of Inwardly facing taper gas and the rear end wall of the cyclone hearth chamber are vaporizing wall tubes of a secondary combustion chamber 10.
The tubes 9, both inside and outside the chamber of the cyclone hearth are provided with lugs and covered with refractory material at the places exposed to heat. Externally to the tubes of the. peripheral wall and the front end wall of the cyclone hearth is a welded sheet metal casing 4
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above and airtight, covered with a layer of insulating material 5, which encloses the connections of the tubes to the manifolds 6 and
7 and is surrounded by a sheet metal casing 8. The rear wall of the cyclone hearth chamber has an outlet 13, for the molten slag, communicating with the secondary combustion chamber.
The tubes of the peripheral wall of the. chamber of the cyclone hearth are shaped so as to define at the top of the cyclone hearth a longitudinal slot intended to receive a radially inner row of primary air vents 15, 16, 17,
18, 19 and 20 and a radially outer row of secondary air lumens 21, 22, 23, 24, 25 and 26, the primary air lumens and the secondary air lumens being arranged to discharge at high speed. the primary air conveying a granular solid fuel with ash content and secondary air, respectively, in currents approximately tangential to the peripheral wall of the hearth chamber and swirling in the same direction. around the longitudinal axis of the combustion chamber of the fireplace.
The degree of secondary air intake can be adjusted by means of articulated registers such as the registers or valves 27 associated with the corresponding secondary air ports.
At least some of the primary air vents 15-20 are associated with corresponding liquid fuel burner mounts. Thus, as shown in Figure 1, oil burner mounts are associated with each of the ports 16, 17, 18, 19 and 20 and oil burners are shown in place in their mounts at the order lights. pair 16, 18 and 20. If desired, alternating primary air lights can only be fitted with burner mounts.
As shown in Fig. 2 for lumen 18, each burner mount is disposed on the side of a lumen. primary air opposite to that in which there is a secondary air lumen and is intended to support the lance 38 of a liquid fuel burner, the lance expanding inside the lumen.
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primary air and tran :: vens <:. leacnt to: l.tal.li; rc = at:;, nÜ, ') 1' (: that its nozzle is placed near U0 the wall 39 Fr; trrmt the Primary air light from the air light s <to con4 ii <e neighborhood r.?,-dially exterior.
The length of the lance must be such that -, J, - '. Nozzle is at the end or é, p, rro: it: m.tive;.;. Ent at the end. light flow or slightly more. of this e; etr6> .. ity so that the oil cannot hit the walls of
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the light. Preferably, the burners are provided with spray of the type described in UK Patent No. 579,591.
Each burner mount includes a housing 28 for. the lance from which the burner can be withdrawn and comprising a main part and a tubular part 29 of reduced diameter starting from the main part and terminating at an opening in the lower wall of the associated primary air lumen.
The accommodation is provided.,. at its end. further away from the primary air duct, an opening 30 for the introduction of the
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burner lance that adapts to. This opening is gently rubbed, and a closure device is capable of automatically closing the opening when it is removed. lance, burner of
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housing and while the opening is still azroīcu.tivement sealed by the burner. Preferably, the dis-
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positive ferilleture is established in the form of a hinged door 35 biased by a spring in the closed position and which is moved away from this position by inserting the burner lance into the opening 30.
At the outer end of the housing is a quick release coupling of known suitable type,
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per: cleanser of eta.blir or interro: <lpre the connection of the burner with the inlets of oil and elastic spraying fluid, such as steam or compressed air. A pipe 34 co :: Lnunic: uant with the main part of the housing is provided with a regulated valve 33 and connected to an air inlet at a higher pressure than that which prevails during operation in the chamber. of Combustion 1 of the cyclone hearth.
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In the arrangement described, the burner loops and the quick-release couplings are easily accestrated so that the burners can be removed, inserted or changed without difficulty. It is possible to vary the oil inlet in the chamber of the firebox according to needs, by changing the number of burners in service or / and by changing the plates of these burner nozzles so as to modify the capacities. burners. For example, the flow rate of a burner can be varied in the range of 1,500 to 8,000 kg of oil per hour.
By arranging the oil burners in the above manner with their nozzles near the light outlets, the danger of the oil charring on the walls of the lights is avoided and the sprayed oil jets are surrounded by streams of ir. primary and .d'air secondary and intimately mixed with these. The burner lences are directed towards the peripheral wall of the cyclone hearth chamber, but the oil jets are deflected by the secondary air currents and separated from the walls.
The oil burners can be kept in service when a solid granular fuel is admitted with the primary air, or they can be used to heat the cyclone furnace with oil only. On the other hand, if the fireplace is to be heated with granular fuel only, the burners are removed after having shut them off from their sources of oil and spray fluid.
Air entering housing 28 through pipe 34 and valve 33, establishing a flow through tubular portion 29 to the associated primary air lumen, prevents reverse flow and helps maintain flow. cold housing.
The cyclone hearth is also provided with a burner mount for placing a liquid fuel burner in a burner lumen provided in the front wall of the cyclone fover chamber. Thus, a housing 28 'is arranged coaxially with @
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the combustion chamber of the cyclone hearth and this housing is provided with an inlet opening 30 ', into which one can introduce a burner lance 31 with gentle friction and which can be closed, when the lance is withdrawn from the burner by a hinged door 35 'urged by un'ressort.
This housing is also provided with a device comprising a pipe 34 'and a valve 33' for bringing air to the housing at a pressure greater than that which prevails in the chamber of the cyclone hearth during operation, and of a quick-release coupling to allow the burner to be removed and reinserted at will. However, in this case, the part 29 'of the housing is frustoconical and ends with a lumen to deliver oil and air inside the chamber of the cyclone hearth, the air being supplied through the pipe. 34 'and the oil being discharged through the nozzle 32, located at the lumen, of a burner preferably of the same shape as the burners associated with the primary air lumens.
The air supplied in a regulated quantity through the pipe 34 'serves as combustion air and acts so as to prevent the entry of oil, gas, combustion or slag vapors into the housing 28', and to cool the latter. -this.
If the burner is to operate as an ignition burner it can be arranged to supply up to 350 kg of oil per hour, while if it is to operate at partial load, the burner nozzle can be fitted with a device for spraying 2,500 or 3,500 kg of oil per hour.
The cyclone hearth heater described makes it possible to burn solid fuel and / or liquid fuel in the hearth chamber as required. This is important not only when it is necessary to heat the cyclone hearth to melt the slag which has solidified therein, but also to allow the change of fuel required for cost reasons which may persist for long periods of time.