<Desc/Clms Page number 1>
L'invention est relative à un procédé et un dis- positif pour brûler des combustibles solides, dans lesquels l'air de combustion primaire est conduit. à travers le lit de combustible et les gaz de combustion formés traver- sent ensuite une chambre de combustion secondaire dans la- quelle l'air de combustion secondaire est amené aux gaz de combustion, comme décrit dans le brevet belge n 500.896.
Dans le dispositif connu, l'air de combustion secon- daire s'introduit librement par un tuyau perforé dans l'espa- ce de combustion secondaire. Comme les gaz de combustion cir- culent à grande vitesse dans l'espace de combustion secon- daire, ils entraîneront l'air qui sort par les perfora- tions du tuyau susdit. Il s'ensuit que les gaz de combustion qui se trouvent à proximité immédiate du tuyau à air re- çoivent un excès d'air tandis que les gaz qui s'introduisent à plus grande distance du tuyau à air, dans la chambre de combustion ,secondaire, n'entrent guère en contact avec l'air.
Ces derniers gaz sortent ainsi à l'état non brûlé par la cheminée ou bien ils n'auront l'occasion de réagir avec l'oxygène contenrs dans l'air introduit'que dans l'échangeur de chaleur monté derrière le foyer. Ceci est pourtant fâcheux parce que des dépôts de goudron risquent de se former à l'intérieur de l'échangeur de chaleur et d'encrasser celui- ci. Un peut réduire ces désavantages en utilisant un grand espace de combustion secondaire. Ceci implique cependant une augmentation des dimensions et des frais de construction du foyer sans que la surface chauffée de la. chaudière soit sen- siblement agrandie.
L'invention a pour objet un procédé dans lequel l'air de combustion secondaire n'est pas, immédiatement après son
<Desc/Clms Page number 2>
introduction dans l'espace de combustion secondaire, entraîné par les gaz de combustion. Ceci est obtenu par le fait que selon l'invention, les gaz de combustion sont conduits à travers l'espace de combustion de façon telle au'il se pro- duit localement en un endroit ou en des endroits, une très faible vitesse ou une vitesse opposée au sens principal du courant de gaz, l'air de combustion secondaire étant intro- duit à l'endroit ou aux endroits en question.
A cet effet, on peut, par exemple, provoquer un ou plusieurs tourbillons doubles dans l'espace de combustion et amener l'air de combus- -tion secondaire entre ces tourbillons dans une direction parallèle à l'axe de rotation des tourbillons. Les tourbil- lons de ce type peuvent, selon l'invention, être engendrés en montant une ou plusieurs cloisons ou des éléments de ce genre en travers du courant de gaz dans l'espace de combus- tion secondaire. L'air de combustion secondaire est alors amené sur le côté de ces cloisons dirigéversl'avaldans une direction parallèle à la direction longitudinale des cloisons.
Derrière les cloisons, il se forme une région dite "morte", dans laquelle les vitesses sont faibles. ]Lorsqu'on conduit de l'air à travers cette région, le jet d'air n'est pas enlevé par le courant de gaz mais il se meut le long du côté arrière de la cloison, une faible quantité d'air étant, à chaque endroit, entraînée par les gaz qui y passent en tourbillonnant. Le jet d'air atteint alors l'extrémité des cl.oisons si bien qu'il est ainsi possible de mettre l'air en contact avec les gaz de combustion partout dans l'espace de combustion secondaire. Quand les gaz entrent dans l'échan- geur de chaleur, ils sont entièrement consumés sans qu'il faille utiliser à cet effet un plus grand espace de combus- tion secondaire.
<Desc/Clms Page number 3>
Les cloisons peuvent être places. Pourtant, il est possible de leur conférer une section transversale courbée ou pliée, auquel cas il faut les monter de façon. que e côte concave soit dirigévers l'avait
Si le foyer est pourvu d'une grille arrière consti- tuée de tubes ou de barres comme décrit dans le brevet belge n 500.896 on peut amener l'air secondaire immédia- tement derrière ces tubes, dans une direction parallèle aux tubes.
Ainsi, on supprime le tube à air secondaire qui est, dans la construction connue, disposé dans l'espace de combus tion secondaire et qui est exposé à une forte attaque du feu par suite de la température élevée régnant dans cet espace.
Pour provoquer les tourbillons voulus derrière les tubes, le côté arrière de ces tubes peut être plat.
L'invention sera illustrée à l'aide des exemples de réalisation peproduits sur les dessins ci-annexés, dans les- quels : - la figure 1 est une coupe d'un foyer pour brûler des combustibles solides; - la figure 2 représente schématiquement le circuit dans le cas où des cloisons ont été montées transversale- . ment au courant de gaz; - la figure 3 est une: coupe d'un foyer muni d'une grille arrière constituée de tubes, et - la figure 4 est, à plus grande éclielle, une coupe transversale de cette grille.
Le combustible s'enfonce à partir d'une trémie 1 dans une chambre de combustion 2. L'air nécessaire à la combus- tion est amené à l'aide d'un ventilateur 3 et divisé par un organe de distribution 4 en une partie qui traverse, comme air de combustion primaire, le combustible et s'introduit
2 dans la chambre de combustion et en une partie qui est souf-
<Desc/Clms Page number 4>
flée, par une conduite 5, comme air de combustion secondaire, dans l'espace de combustion secondaire 6.
Dans l'exemple de réalisation selon la¯figure 1, on a monté, dans l'espace de combustion secondaire 6, une cloi- son 7 qui s'étend sur toute la largeur de cet espace et dont le large côté est perpendiculaire au sens du courant des gaz dans l'espace de combustion secondaire. Derrière cette cloison se produisent alors deux tourbillons a et b qui tournent, comme .la figure 2 l'indique, en sens opposés.
Entre ces tourbillons et immédiatement derrière cette cloi- son, il y a alors une région où le courant est pratiquement nul. Par un orifice 8 ménagé dans la paroi latérale, on introduit l'air de combustion secondaire de façon qu'il tra- verse cette région où le courant est nul vers la paroi op- posée. Les tourbillons a et b entraînent, à chaque endroit le long de la cloison 7, une- certaine quantité d' air de ce jet d'air. Cependant, cette extraction est telle que le jet d'air pénètre assez profondément dans l'espace de combustion secondaire pour dégager de l'air.sur toute la largeur de cet espace.
Le cas échéant, on peut amener de l'air des deux côtés de l'espace de combustion secondaire derrière la cloi- son. Par ailleurs, il est possible de monter plusieurs cloi- sons dans la chambre de combustion tant l'une derrière l'au- tre que l'une à côté de l' autre.
Les cloisons peuvent avoir une forme courbée comme montré en 7' à la figure 2. Les cloisons 7' sont alors mon- tées de façon que le côté convexe soit touché par le courant de gaz et que la région ou le courant est nul se trouve du côté concave. De plus, les cloisons peuvent avoir une sec- tion transversale pliée. Une construction de ce type permet de monter deux cloisons, faisant un angle l'une avec l'au- tre, à faible distance l'une de l'autre. Dans ce cas, une
<Desc/Clms Page number 5>
faible quantité de gaz c peut s'écouler eatre les deux cloisons. Un amené alors de l'air derrière chaque cloison 7'.
Dans l'exemple de réalisation selon la figure 3, la chambre (le combustion est délimitée à l'arrière par une gril- le constituée de tubes9. Derrière cestubes,il se forme, de la manière décrite ci-dessus, des tourbillons doubles et une région "morte". Contre la paroi de la trémie 1 est monté un tube à air 10 qui est relié à la conduite 5. Coiaiiie le tu- be est en contact sur une grande partie avec la paroi d.e la trémie refroidie ar de l'eau, il est effectivement refroidi, Dans ce tube sont pratiqués un certain nombre de trous Il qui -débouchent derrière les tubes 9 dans l'espace de combus-, tion secondaire 6.
Derrière chaque tube s'écoule alors un jet d'air qui dimiinue maduellement d'épaisseur par suite de fait que de l'air est fourni aux gaz de combustion qui s'écoulent entre.les tubes. be jet d'air a encore suffisam- ment de force à cet endroit pour fournir, dans la partie in- férieure de la chambre de combustion secondaire, de l'air aux gaz de combustion qui s'y trouvent. Il va sans dire qu'il est possible de monter le tube d'amenée 10 à mi-hauteur de la grille arrière et de souffler de l'ait tant vers le haut que vers le bas derrière les tubes.
Pour contribuer à former un double tourbillon derriè- re les tubes, on a soudé une plaque plate 12 derrière les tubes. Le cas échéant, cette plaque peut être légèrement con- vexe ou concave. Comme la plaque est en contact avec les tu- bes 9 refroidis par l'eau et n'est pas en contact avec le combustible brûlant dans la chambre de combustion, elle ne se- ra pas consumée par le .l'eu.
<Desc / Clms Page number 1>
The invention relates to a method and a device for burning solid fuels, in which the primary combustion air is conducted. through the bed of fuel and the combustion gases formed then pass through a secondary combustion chamber in which the secondary combustion air is supplied to the combustion gases, as described in Belgian Patent No. 500,896.
In the known device, the secondary combustion air is introduced freely through a perforated pipe into the secondary combustion space. As the combustion gases circulate at high speed in the secondary combustion space, they will entrain the air which comes out through the perforations of the aforesaid pipe. It follows that the combustion gases which are located in the immediate vicinity of the air pipe receive an excess of air while the gases which are introduced at a greater distance from the air pipe, into the combustion chamber, secondary, hardly come into contact with air.
These latter gases thus exit in the unburnt state by the chimney or else they will have the opportunity to react with the oxygen contained in the air introduced only in the heat exchanger mounted behind the hearth. This is unfortunate, however, because tar deposits may form inside the heat exchanger and clog it. One can reduce these disadvantages by using a large secondary combustion space. This implies, however, an increase in the dimensions and construction costs of the fireplace without the heated surface of the. boiler is significantly enlarged.
The invention relates to a method in which the secondary combustion air is not, immediately after its
<Desc / Clms Page number 2>
introduction into the secondary combustion space, driven by the combustion gases. This is achieved by the fact that according to the invention the combustion gases are conducted through the combustion space in such a way that it occurs locally in one place or places, a very low speed or a high speed. velocity opposite to the main direction of the gas flow, the secondary combustion air being introduced at the place or places in question.
For this purpose, one can, for example, cause one or more double vortices in the combustion space and bring the secondary combustion air between these vortices in a direction parallel to the axis of rotation of the vortices. Vortices of this type can according to the invention be generated by mounting one or more partitions or the like across the gas stream in the secondary combustion space. The secondary combustion air is then brought to the side of these partitions directed towards the downstream in a direction parallel to the longitudinal direction of the partitions.
Behind the partitions, a so-called "dead" region forms, in which the speeds are low. ] When air is conducted through this region, the air stream is not removed by the gas stream but moves along the rear side of the bulkhead, a small amount of air being, at each place, carried by the gases which pass by whirling there. The air jet then reaches the end of the partitions so that it is thus possible to bring the air into contact with the combustion gases everywhere in the secondary combustion space. When the gases enter the heat exchanger, they are completely consumed without the need for a larger secondary combustion space.
<Desc / Clms Page number 3>
Partitions can be placed. However, it is possible to give them a curved or bent cross section, in which case they must be mounted so. that the concave rib was directed towards it had
If the hearth is provided with a rear grille made up of tubes or bars as described in Belgian Patent No. 500,896, the secondary air can be brought immediately behind these tubes in a direction parallel to the tubes.
This eliminates the secondary air tube which is, in the known construction, arranged in the secondary combustion space and which is exposed to a strong attack of fire as a result of the high temperature prevailing in this space.
To cause the desired vortices behind the tubes, the back side of these tubes can be flat.
The invention will be illustrated with the aid of the exemplary embodiments of the products in the accompanying drawings, in which: FIG. 1 is a section through a hearth for burning solid fuels; - Figure 2 shows schematically the circuit in the case where partitions have been mounted transverse. ment to the gas flow; - Figure 3 is a: section of a hearth provided with a rear grid made of tubes, and - Figure 4 is, with a larger flash, a cross section of this grid.
The fuel flows from a hopper 1 into a combustion chamber 2. The air required for combustion is supplied by means of a fan 3 and divided by a distribution member 4 into one part. which passes through the fuel as primary combustion air and enters
2 in the combustion chamber and in a part which is blown
<Desc / Clms Page number 4>
flée, via a pipe 5, as secondary combustion air, into the secondary combustion space 6.
In the embodiment according to FIG. 1, a partition 7 has been fitted in the secondary combustion space 6 which extends over the entire width of this space and the wide side of which is perpendicular to the direction. of the gas flow in the secondary combustion space. Behind this partition then occur two vortices a and b which rotate, as .la figure 2 indicates, in opposite directions.
Between these vortices and immediately behind this partition, there is then a region where the current is practically zero. By an orifice 8 made in the side wall, the secondary combustion air is introduced so that it passes through this region where the current is zero towards the opposite wall. The vortices a and b entrain, at each location along the partition 7, a certain quantity of air from this air jet. However, this extraction is such that the air jet penetrates deep enough into the secondary combustion space to release air over the entire width of this space.
If required, air can be supplied from both sides of the secondary combustion space behind the partition. Furthermore, it is possible to fit several partitions in the combustion chamber, both one behind the other and one next to the other.
The partitions may have a curved shape as shown at 7 'in figure 2. The partitions 7' are then mounted so that the convex side is touched by the gas stream and the region where the current is zero is found. on the concave side. In addition, the partitions may have a folded cross section. A construction of this type makes it possible to mount two partitions, forming an angle with each other, at a short distance from each other. In this case, a
<Desc / Clms Page number 5>
small quantity of c gas may flow through both partitions. One then brought air behind each partition 7 '.
In the embodiment according to FIG. 3, the chamber (the combustion chamber is delimited at the rear by a grill made up of tubes. Behind these tubes, double vortices are formed, in the manner described above, and a "dead" region Against the wall of the hopper 1 is mounted an air tube 10 which is connected to the line 5. Coiaiiie the tube is in contact over a large part with the wall of the cooled hopper by the tube. 'water, it is effectively cooled, In this tube are made a number of holes II which open behind the tubes 9 in the secondary combustion space 6.
Behind each tube then flows a jet of air which dramatically decreases in thickness as a result of air being supplied to the combustion gases which flow between the tubes. The air jet still has sufficient force at this point to supply air to the combustion gases therein in the lower part of the secondary combustion chamber. It goes without saying that it is possible to mount the supply tube 10 halfway up the rear grille and to blow air both upwards and downwards behind the tubes.
To help form a double vortex behind the tubes, a flat plate 12 was welded behind the tubes. If desired, this plate may be slightly convex or concave. Since the plate is in contact with the water cooled tubes 9 and is not in contact with the burning fuel in the combustion chamber, it will not be consumed by the water.