<Desc/Clms Page number 1>
L'invention est relative à.une installation pour foyers à combustibles solides et finement divisés, plus particulièrement pour foyers à grilles ali- mentés par projection ou comportant un lit de combustible tourbillonnant ou fluent, et elle vise l'amélioration de la post-combustion du gaz produit dans le lit de combustibles et des particules de combustibles solides évacuées, par 1' introduction secondaire dans'l'enceinte de combustion.
Suivant des propositions connues, l'air secondaire est insufflé dans l'enceinte de combustion, à partir du bord, et l'on prévoit un rétrécissement ou un étranglement de la section de l'enceinte de combustion, afin d'obtenir un bon effet de mélange.
Ces installations connues présentent l'inconvénient qui réside dans le fait que lors du soufflage de l'air on n'obtient pas une profondeur de pénétra- tion suffisante et, par suite, aucune distribution uniforme de l'air dans.l'en- ceinte de combustion. L'air s'écoulant des busses ou tuyères à jets, s'écoule plut8t vers le haut, dans le voisinage de la paroi, en filets minces, de sorte que le rétrécissement de la section de l'enceinte de combustion'ne permet pas d'obtenir un effet de mélange et une alimentation en air qui soient suffisantso
La présente invention a pour but de remédier aux inconvénients des installations connues et de permettre, par une combustion en plusieurs phases, l'obtention d'une post-combustion rapide et complète.
La solution du'problème consiste, suivant l'invention, essentielle- ment, à éjecter l'air secondaire à partir de conduites traversant les'parois de l'enceinte de combustion pour pénétrer plus ou moins profondément, jusqu'à cer- tains points déterminés, dans cette enceinte dans laquelle elles se terminent li- brement, de sorte que les couches résistantes, voisines des bords soient traver- sées par les conduites et que l'air supplémentaire de combustion soit d'abord introduit, par les conduites, profondément,dans l'enceinte de combustion et soit en
EMI1.1
suit injeçté'.âve,cune.nfocwnoncamo,indrië.eàobusec'êjë.çt;
ôrirétaît réparties ré- gulièrement dans cette enceinte et le nombre de buses ainsi que les impulsions de jets étant choisis de telle manière que chaque élément d'enceinte est traversé régulièrement par les jets émis, de sorte que l'on obtient dans ladite enceinte un mélange homogène de gaz et d'air comme il n'a jamais! encore pu être 'obtenu à ce jour avec les moyens connus.
@
Pour l'étranglement de l'enceinte de combustion, il est prévu de rap- procher les parois de l'enceinte de combustion de manière à former une fente de passage en forme de venturi de d'amener à cette fentè qui subdivise le foyer en une enceinte de combustion primaire et en une enceinte de post-compbustion ou de combustion secondaire, suivant la direction de l'axe central de la buse en ven- turi, de l'air secondaire à l'aide d'une ou de plusieurs rangées de buses s'éten- dant dans le sens longitudinal du passage en forme de fente, et de disposer ces buses de telle manière en amont de ce passage que les c8nes d'éjection, suscep- tibles de se couper, remplissent complètement l'ouverture de là fente.
On obtient ainsi que les élargissements de l'enceinte de combustion s'étendant au-dessus et au-dessous du rétrécissement de la section transversale, forment le diffuseur- utilisé comme enceinte de post-combustion-.et la buse mé- langeuse d'un injecteur dont l'effet de tuyère de poussée se compose des grou- pes d'injecteurs relatifs à la première enceinte de combustion et de ceux rela- tifs au passage, et cela de telle manière qu'un mélange de gaz et d'air se pro- duisant déjà dans l'enceinte de pré-combustion et s'écoulant vers le haut, subit une accélération supplémentaire et un brassage par les buses déchargeant direc- tement dans le passage, alors que ces brassages ne demandent,',pour s'accomplir, qu'une faible hauteur de brassage, réduisant la hauteur de l'enceinte de combus- tion.
Dans le cas de foyers importants, à charge spécifique élevée de la section transversale de l'enceinte de combustion, il peut être avantageux de li-
<Desc/Clms Page number 2>
miter de telle manière 1@.air primaire sous la grille qu'il ne se produit pratique- ment qu'une distillation du lit de combustible et que la combustion des gaz en résultant ne se fait que dans la partie de l'enceinte située au dessus.
Pour ce cas, et afin d'éviter les températures de pointe trop importantes, l'invention prévoit, suivant une autre de ses caractéristiques, d'amener l'air de combustion à la fente d'entrée au moyen de plusieurs groupes de buses superposées dans l'en- ceinte de combustion, le nombre de groupes superposés de buses dépendant de la hauteur de l'enceinte de combustion, de la teneur en gaz du combustible brûlé et de la limite que l'on désire imposer à la température maxima qui apparaito
Dans les foyers dans lesquels l'air est soufflé, par exemple à par- tir des arêtes de l'enceinte, tangentiellement par rapport à des cercles super-
EMI2.1
posés, disposés les uns au-dessus des autres,::'une:-,,:t!d:rme;d6'::r:'é:ra;
1't s"a."t i'Qa préférée de l'installation suivant l'invention réside dans le fait de complèter les buses éjectant uniquement de l'air secondaire tangentiellement dans le voisi- nage des cercles et à l'aide desquelles on produit une enveloppe giratoire des gaz de combustion, par un groupe de buses pour l'injection d'air secondaire, di- rigé vers le haut, afin d'alimenter en air le noyau de la colonne gazeuse, et de choisir avec des valeurs différentes pour les deux groupes de buses, la pression de l'air et la vitesse de sortie, plus particulièrement, de choisir ces valeurs de telle manière que les valeurs de la pression et de la vitesse soient plus gran- des pour les buses éjectant l'ir dans ladite direction tangentielle.
@
Afin de protéger contre la carbonisation les éléments servant à ame- ner l'air, et pour limiter les températures dans l'enceinte de combustion, on pré- voit, suivant l'invention, autour des conduites servant à amener l'air, des con- duites de réfrigération, par exemple de telle manière que les conduites de ré- frigération entourent les conduites transportant l'air à la manière d'un chemi- sage double, ou dans d'autres cas d'utilisation, de manière que les conduites de réfrigération accompagnent les conduites transportant l'air auxquelles elles sont soudées, les conduites de réfrigération pouvant être disposées' avec une certaine inclinaison dans l'enceinte de combustion afin de favoriser la circulation du pro- duit de réfrigération.,,
par exemple l'eau de la chaudière.
En ...considération de ce qu'une forte limitation de la température est possible dans le cas d'un foyer à lit de combustible tourbillonnant l'invention consiste, suivant une autre de ses caractéristiques, à utiliser dans le cas de foyers à températures modérées de l'enceinte de combustion, par exemple une tem- pérature inférieure à 1000 C, à la place des conduites de réfrigération pour les conduites transportant l'air, des conduites faites avec un matériau fortement résistant à la chaleur par exemple avec des aciers ne s'écaillant pas ou avec des masses 'céramiques, ou des conduites,en acier enveloppées de masses céramiques, lesquelles conduites constituent un noyau support augmentant la résistance des conduites en céramique.
Il en,résulte une simplification de la constitution des conduites et la possibilité de donner aux buses de sortie d'air une forme quelconque adapta- ble à l'enceinte de combustion et de choisir de façon très différente la section de sortie des buses et la direction de leurs jets, de manière à adapter les buses et les jets de sortie pour obtenir un bon remplissage de l'enceinte et unbon mé- lange.
@
Ces avantages se trouvent encore augmentés, si, selon une autre ca- ,ractéristique de l'invention, les buses peuvent être règlées en hauteur et/ou si elles peuvent être déplacées localement, dans la direction horizontale. Car avec la modification en hauteur des buses, rendue ainsi possible, la répartition de l'air peut être adaptée au genre de combustible utilisé et à la puissance du fo- yer, tout en permettant d'obtenir les meilleures conditions de combustion.
Il est en outre prévu de complèter les buses disposées aux extrémités des conduites par des ouvertures de passage d'air ménagée dans la paroi des con- duites et à divers niveaux, de pouvoir tourner autour de leur axe vertical les
<Desc/Clms Page number 3>
conduites pénétrant dans l'enceinte de combustion, et de garnir extérieurement ces conduites, sur une partie de leur longueur, d'une masse céramique afin de réchauffer l'air à admettre et d'ajuster son énergie cinétique et son effet de mélange à sa sortie dans l'enceinte de combustion.
A titre d'exemple on a décrit ci-dessous et représenté au dessin an- nexé diverses formes de réalisations d'une installation conforme à l'inventiono
La figure 1 représente l'enceinte de combustion réalisé'e à la manière d'une buse en venturi et rétrécie en forme d'une fente; comportant, en amont de l'entrée de cette dernière, une rangée de buses à jets, la figure 2 est une vue en plan de la figure 1.
@
La figure 3 est une enceinte de combustion comportant une fente d'en- trée de l'air dans laquelle plusieurs rangées de buses; disposées en amont, in- jectent l'air,
Les figures 4 et 5 représentent des enceintes de combustion à plu- sieurs groupes de buses qui injectent l'air dans deux ou trois sections super- posées.
Les figures 6 et 7 représentent une enceinte de combustion avec un groupe de buses communiquant aux gaz de fumée un mouvement giratoireo
Les figures 8 à 11 sont des coupes transversales de conduites refroi- dies et servant à amener l'air.
La figure 12 représente une enceinte de combustion rétrécie à la ma- nière d'un venturi et à laquelle l'air secondaire est amené par des conduites traversant la grille et faite avec des matériaux très résistants à la chaleur.
La figure 13' représente une enceinte de combustion à plusieurs grou- pes de buses servant à amener l'air secondaire et communiquant aux gaz de fumée un mouvement giratoire et ascendant, les conduites pour l'écoulement ascendant passant, également dans ce cas, à travers la grille.
La figure 14 est une coupe transversale de l'installation suivant ' la figure 13.
La figure 15 représente un foyer pour combustion à plusieurs phases avec un élément intermédiaire utilisé comme tube plongeur de l'enceinte de com- bustion et déterminant la hauteur du rétrécissement, et disposé entre 1 enceinte de pré-combustion et l'enceinte de post-combustion.
La figure 16 est une coupe transversale de l'installation suivant la figure 15.
La figure 17 représente le même mode de combustion avec une hauteur de rétrécissement s'étendant au dessus du sommet de l'enceinte de pré-combustion, en direction du diffuseur.
La figure 18 est une coupe transversale de l'installation suivant la figure 17.
Au dessus de la grille 1 (figures 1 et 2), se trouve le lit de combus- tible ou une couche tourbillonnaire 2, dans laquelle on brule totalement ou par- tiellement, ou dans laquelle on distille des combustibles solides finement divi- sés. L'enceinte de combustion 3, située au dessus du lit de combustible, compor- te des parois verticales ou inclinées vers l'extérieur, afin de freiner l'entraî- nement des particules de combustible. Dans la partie supérieure de l'enceinte de combustion de la première phase, les parois se rétrécissent à la manière d'un ven- turi et forment une fente allongée 4 à laquelle fait suite, dans le haut, l'en- ceinte de post-combustion 5 ayant la forme d'un diffuseur. Les buses alignées 6,'qui servent à éjecter l'air sont alimentées, à partir d'une conduite collectri- ce 7.
Les conduites d'alimentation 8, reliant la conduite collectrice aux buses,
<Desc/Clms Page number 4>
sont refroidies par des conduites réfrigérantes 9. Les conduites sont disposées avec une inclinaison favorisant la circulation du produit réfrigérante Les con- duites dé réfrigération 9 passant dans l'une des parois de l'enceinte de combus- tion, traversent entièrement cette enceinte, et sortent à travers la paroi oppo- sée de cette dernière.
Les buses sont disposées de telle manière dans l'axe central de l'en- ceinte, que les jets de sortie peuvent balayer toute la section transversale de la fente 40
A la place d'une rangée simple de buses, on peut prévoir, suivant la figure 3, une double rangée de buses 10, 11 dont les c8nes d'éjection se coupento Des conduites de réfrigération passant par l'une des parois de l'enceinte, celles 12 sont coudées aux endroits où se trouvent les buses 11 et ressortent par la pa- roi d'entrée.
Suivant la figure 4, l'air est amené aux deux niveaux différents a et b, de telle manière que les buses 13 situées au niveau inférieur a aliment en air toute la section transversale de l'enceinte de combustiono
Dans la figure 5, le nombre des plans c, d, e garnis de groupes de buses 14, 15, 16 est au nombre de 30 En vue en plan, les buses de l'ensemble des groupes sont décalées l'une par rappot à l'autre à la manière des cases d'un é- chiquier.
Les buses, dans leur ensemble, éjectent l'air complémentaire de com- bustion, avec l'effet de tuyère de poussée d'un injecteur, dans,la buse de mélange s'amincissant vers le passage qui se rétrécit, laquelle buse de mélange est for- mée par les parois limitant la fente de passage et par les parties des parois de la première enceinte de combustion faisant suite à celles limitant la fente de passage.
Suivant les figures 6 et 7, l'air est éjecté par les buses 17 sui- vant des tangentes aux cercles 18, ce qui revient à communiquer aux gaz de fumée un mouvement giratoireo Avec les jets dirigés vers le haut et dûs aux buses 19 groupées autoure de l'axe central, la partie comprise à l'intérieur de cet écou- lement circulaire est alimentée en air.
Chaque conduite 20 servant à amener l'air et se terminant par les bu- ses d'élection (figure 8) est, par la conduite 21 engagée sur la précédente, en- tourée par l'envelppe de produit de réfrigération 22. Suivant la figure 9, une conduite 23 traversée par un produit réfrigérant, par exemple l'eau de la chau- dière, est soudée en un point de la périphérie de la conduite 24 traversée par l'air. Cette dernière conduite porte, suivant la figure 10, plusieurs conduites de réfrigération 25 fixées par soudage. Suivant .la figure 11, les conduites de réfrigération sont multipliées au point de fqrmer,une couronne fermée 26 et elles sont soudées entre elles de manière que la partie intérieure 27 de cette couron- ne forme la conduite servant à amener l'air.
Par la référence 2, on a désigné dans la figure 12, un foyer dans le- quel un charbon comportant une forte proportion de produits étrangers peut être brulé à une température de 860 C du lit tourbillonnaire ou de l'enceinte de com- bustion. Dans l'enceinte de combustion 3, 5, réalisée à la manière d'un venturi, pénètrent, à travers la grille 1, des conduites verticales plus ou moins longues servar à amener l'air, conduites qui sur une partie de leur longueur sont pourvues d'une enveloppe céramique 28, de sorte que l'air amené est pré-chauffé le long des au- tres portions des conduites nues 29, faites avec un acier ne s'écaillant pas, qui forment avantageusement la dernière section des conduites s'étendant jusqu'aux extrémités de ces dernières, avant que cet air pré-chauffé ne sorte des buses 30,
31, 32 situées à des niveaux différents ; la mesure où ces buses forment 1' extrémité terminale des conduites, elles ont des formes différentes entre elles, adaptées à la ligne de fuite de la paroi de l'enceinte de combustion, et sont
<Desc/Clms Page number 5>
réalisées de telle manière que les sections transversales de sortie,ovales ou rectangulaires des buses et les valeurs pour la direction d'éjection sont cal- culées pour l'obtention d'une alimentation régulière en air et d'un mélange ga- zeux intime.
Les buses prévues aux extrémités des conduites sont complètées par des sorties d'air 33, 34 prévues dans la paroi des conduites, à différents ni- veaux et ayant la forme de buseso Les conduites amenant l'air sont prévues de manière à ce que la longueur située dans l'enceinte soit règlable, par exemple en les réalisant de manière à ce qu'elles puissent coulisser dans les deux sens de la direction verticale 25. De plus, toute ou partie seulement de ces condui- tes sont réalisées de manière à pivoter autour de leur axe longitudinal 36, de sorte que ces tubes'peuvent être règlés angulairement aveç leur buse.
Dans l'installation suivant les figures 13, 14, comportant des buses
17 alimentées par les conduites 37 pénétrant latéralement et horizontalement dans l'enceinte de combustion, plus'particulièrement dans le cas d'une installation pour la, production d'un écoulement circulaire 18 ou 18' des gaz de fumée, les rangées, de conduites 38 pénétrant dans l'enceinte de combustion sont raccordées à des articulations à boules 40 prévues aux sommets 39 de la paroi de l'enceinte de combustion, de sorte que les conduites peuvent, à la manière de bras basculants, prendre toute position voulue, inclinée comme en 38' sur la verticale et l'hori- zonale et être maintenues dans cette position par des moyens de serrage, et que le diamètre de l'écoulement circulaire ainsi que la valeur de l'angle du jet d'air par rapport au noyau du gaz de,
fumée peuvent être modifiés.
Dans les figures 15, 16 on a représenté un foyer pour la combustion en plusieurs phases, un élément intermédiaire déterminant une course rétrécie é- tant insérée,entre l'enceinte de pré-combustion et l'enceinte de post-combustion.
Dans l'enceinte de combustion 3 (figures 15 et 16) ayant par exemple une section carrée ou circulaire, on souffle, à travers la grille 1, de l'air, ou, dans le cas d'installation de foyer à faible charge, un mélange de gaz de fumée et d'air, à partir de la boîte à air 41, l'air où ce mélange maintenant le combustible finement divisé suivant une couche tourbillonnaire 2 flottanteo
L'enceinte de combustion est relié au diffuseur 42 par le passage rétrécit 44 for- mé par l'élément intermédiaire 43 qui a une section constante 45 sur toute la hau- teur de la distance 440 Cette section est, par exemple, diminuée à la moitié de celle correspondant au diamètre de l'enceinte de'combustion.
L'élément inter- médiaire pénètre dans l'enceinte de combustion comme un tube plongeur formant, avec l'enveloppe latérale 46 du foyer, l'espace annulaire 47 ouvert en direction de la couche tourbillonnaire et s'arrêtant au dessous'du plan déterminé par cel- le de plusieurs couronnes de buses superposées qui injectent dans l'espace annu- laire les jets les plus bas, Les axes de ces buses à jets 17, disposées dans l'enveloppe latérale du foyer, et prévues en grand nombre, sont tengent aux cer- cles imaginaires entre l'enveloppe 3 et le tube plongeur 43. La paroi de ce der- nier avec un matériau résistant à la chaleur ou entièrement, ou partiellement, avec des éléments constitutifs refroidis par eau et avec l'admission et l'évacua- tion 48, 49 pour le liquide de réfrigération.
Dans la ,paroi du tube plongeur, de préférence à la hauteur de son passage dans le diffuseur 42, on a prévu comme second groupe de buses, les buses 51 tengentes au cercle 50. Un troisième grou- pe de buées est disposé en amont de l'ouverture d'entrée de l'élément intermédiai- re 43 plongeant dans l'enceinte de combustion. Les buses 52 de ce groupe sont alimentées par l'intermédiaire de conduites 53 passant par l'enceinte de combus- tion ; ces conduites sont faites avec des tuyaux résistant à la chaleur,' sans réfrigération, ou par des tuyaux réfrigérés à l'eau et elles traversent la pa- roi 46.
Pour le premier groupe de buses 17 émettant des jets dans l'espace annulaire 47, on utilise comme moyen destiné à produire le tourbillonnement, un mélange d'air et de gaz de fumée. Suivant la charge de l'installation, la com-
<Desc/Clms Page number 6>
position de ce mélange varie dans de larges limites, de 100% d'air à charge maxi- ma, à une partie aussi importante' que l'on veut en gaz de fumée quand la charge est faible ou est la plus faible. Il est prévu une installation de règlage à l' aide de laquelle on peut ajuster tous les paliers intermédiaires qui sont néces- saires.
L'admission d'air et de gaz de fumée peut se faire soit après mélange préalable et injection ultérieure à travers toutes les buses 17, 51 des premier et second groupe de buses, soit encore sans mélange préalable, les buses distinc- tes d'ordre pair émettant des jets d'air, alors que celles d'ordre impair émettent des jets de gaz de fumée.
Les particules solides entraînées hors dé la couche tourbillonnaire sont aisies par le tourbillon transversal produit dans l'espace annulaire 47 par e premier groupe de buses 17. Celles de ces particules qui ne retombent pas dans la couche tourbillonnaire 2 ou qui ne sont pas éjectées, pour être réutilisées, à travers une ouverture d'évacuation (non représentée) prévue dans l'enveloppe 46 du foyer, sont soumises à la combustion dans la flamme secondaire annulaire .qui se forme, de sorte que de faibles proportions de particules solides soule- vées, n'ayant que des diamètres très faibles, peuvent traverser l'espace de com- bustion 44.
Dans ce dernier ces particules sont complètement brulées par l'air secondaire amené au rétrécissement par le groupe de buses 52 ou également par celles désignées par 51.
<Desc / Clms Page number 1>
The invention relates to an installation for solid fuel stoves and finely divided, more particularly for grate stoves fed by projection or comprising a swirling or flowing fuel bed, and it aims to improve post-combustion. gas produced in the fuel bed and solid fuel particles evacuated, by the secondary introduction into the combustion chamber.
According to known proposals, the secondary air is blown into the combustion chamber from the edge, and provision is made for a narrowing or constriction of the section of the combustion chamber, in order to obtain a good effect. mixture.
These known installations have the drawback which resides in the fact that when the air is blown in, a sufficient penetration depth is not obtained and, consequently, no uniform distribution of the air in it. combustion chamber. The air flowing from the busses or jet nozzles, flows rather upwards, in the vicinity of the wall, in thin threads, so that the narrowing of the section of the combustion chamber does not allow to achieve sufficient mixing effect and air supply o
The object of the present invention is to remedy the drawbacks of known installations and to make it possible, by combustion in several phases, to obtain rapid and complete post-combustion.
The solution of the problem consists, according to the invention, essentially in ejecting the secondary air from ducts passing through the walls of the combustion chamber to penetrate more or less deeply, up to certain points. determined, in this enclosure in which they end freely, so that the resistant layers, close to the edges are crossed by the pipes and that the additional combustion air is first introduced, through the pipes, deeply , in the combustion chamber and either
EMI1.1
follows injeçté'.âve, cune.nfocwnoncamo, indrië.eàobusec'êjë.çt;
Oooris regularly distributed in this enclosure and the number of nozzles as well as the pulses of jets being chosen such that each enclosure element is regularly traversed by the emitted jets, so that a mixture is obtained in said enclosure. homogeneous gas and air like never before! still been able to be obtained to date with known means.
@
For the throttling of the combustion chamber, provision is made to bring the walls of the combustion chamber closer together so as to form a passage slot in the form of a venturi to bring to this slot which subdivides the chamber into a primary combustion chamber and in a post-combustion or secondary combustion chamber, following the direction of the central axis of the ventilated nozzle, secondary air using one or more rows of nozzles extending in the longitudinal direction of the slot-shaped passage, and to arrange these nozzles in such a way upstream of this passage that the ejection cones, liable to intersect, completely fill the opening from there slit.
It is thus obtained that the enlargements of the combustion chamber extending above and below the constriction of the cross-section, form the diffuser - used as a post-combustion chamber - and the mixing nozzle. an injector whose thrust nozzle effect is made up of groups of injectors relating to the first combustion chamber and those relating to the passage, and this in such a way that a mixture of gas and air already occurring in the pre-combustion chamber and flowing upwards, undergoes additional acceleration and mixing by the nozzles discharging directly into the passage, whereas such mixing does not require, ', for s '' achieve only a low mixing height, reducing the height of the combustion chamber.
In the case of large fires, with a high specific load of the cross section of the combustion chamber, it may be advantageous to
<Desc / Clms Page number 2>
miter the primary air under the grate in such a way that practically only distillation of the fuel bed takes place and the combustion of the resulting gases takes place only in the part of the enclosure situated at the bottom. above.
For this case, and in order to avoid excessively high peak temperatures, the invention provides, according to another of its characteristics, to bring the combustion air to the inlet slot by means of several groups of superimposed nozzles. in the combustion chamber, the number of superimposed groups of nozzles depending on the height of the combustion chamber, on the gas content of the fuel burnt and on the limit which it is desired to impose on the maximum temperature which apparaito
In fireplaces into which air is blown, for example from the edges of the enclosure, tangentially to super circles
EMI2.1
posed, arranged one above the other, :: 'a: - ,,: t! d: rme; d6' :: r: 'é: ra;
The preferred installation according to the invention lies in the fact of completing the nozzles ejecting only secondary air tangentially in the vicinity of the circles and with the aid of which one produces a gyrating envelope of the combustion gases, by a group of nozzles for the injection of secondary air, directed upwards, in order to supply the core of the gas column with air, and to choose with different values for the two groups of nozzles, the air pressure and the outlet speed, more particularly, to choose these values so that the values of the pressure and the speed are greater for the nozzles ejecting the ir in said tangential direction.
@
In order to protect the elements used to supply the air against carbonization, and to limit the temperatures in the combustion chamber, provision is made, according to the invention, around the pipes used to supply the air, refrigeration pipes, for example in such a way that the refrigeration pipes surround the air-conveying pipes in the manner of a double jacket, or in other cases of use, in such a way that the Refrigeration conduits accompany the air-carrying conduits to which they are welded, the refrigeration conduits being able to be arranged with a certain inclination in the combustion chamber in order to promote the circulation of the refrigeration product.
eg boiler water.
In ... consideration of the fact that a strong limitation of the temperature is possible in the case of a furnace with a swirling fuel bed, the invention consists, according to another of its characteristics, to be used in the case of fireplaces at temperatures of the combustion chamber, for example a temperature below 1000 C, instead of refrigeration pipes for pipes carrying air, pipes made of a material highly resistant to heat, for example with steels not flaking or with ceramic masses, or pipes, of steel wrapped in ceramic masses, which pipes constitute a support core increasing the resistance of the ceramic pipes.
The result of this is a simplification of the construction of the conduits and the possibility of giving the air outlet nozzles any shape suitable for the combustion chamber and of choosing very differently the outlet section of the nozzles and the size. direction of their jets, so as to adapt the nozzles and the outlet jets to obtain a good filling of the enclosure and a good mixture.
@
These advantages are further increased if, according to another feature of the invention, the nozzles can be adjusted in height and / or if they can be moved locally, in the horizontal direction. Because with the modification in height of the nozzles, made possible in this way, the distribution of the air can be adapted to the type of fuel used and to the power of the stove, while allowing the best combustion conditions to be obtained.
Provision is also made to complete the nozzles arranged at the ends of the conduits by air passage openings made in the wall of the conduits and at various levels, to be able to rotate them around their vertical axis.
<Desc / Clms Page number 3>
pipes entering the combustion chamber, and lining these pipes on the outside, over part of their length, with a ceramic mass in order to heat the air to be admitted and to adjust its kinetic energy and its mixing effect to its outlet into the combustion chamber.
By way of example, various embodiments of an installation according to the invention have been described below and shown in the appended drawing.
FIG. 1 represents the combustion chamber produced in the manner of a venturi nozzle and narrowed in the form of a slot; comprising, upstream of the inlet of the latter, a row of jet nozzles, FIG. 2 is a plan view of FIG. 1.
@
FIG. 3 is a combustion chamber comprising an air inlet slit in which several rows of nozzles; arranged upstream, inject the air,
Figures 4 and 5 show combustion chambers with several groups of nozzles which inject air into two or three superposed sections.
Figures 6 and 7 show a combustion chamber with a group of nozzles imparting a gyratory movement to the flue gases.
Figures 8 to 11 are cross sections of conduits which are cooled and used to supply air.
FIG. 12 shows a combustion chamber narrowed in the manner of a venturi and to which the secondary air is supplied by ducts passing through the grate and made of materials very resistant to heat.
FIG. 13 'shows a combustion chamber with several groups of nozzles serving to supply the secondary air and imparting to the flue gases a gyratory and upward movement, the pipes for the upward flow passing, also in this case, to through the grid.
Figure 14 is a cross section of the installation according to Figure 13.
FIG. 15 shows a hearth for combustion in several phases with an intermediate element used as the plunger tube of the combustion chamber and determining the height of the constriction, and arranged between 1 pre-combustion chamber and the post-combustion chamber. combustion.
Figure 16 is a cross section of the installation according to Figure 15.
FIG. 17 represents the same combustion mode with a height of constriction extending above the top of the pre-combustion chamber, in the direction of the diffuser.
Figure 18 is a cross section of the installation according to Figure 17.
Above the grate 1 (Figures 1 and 2) is the fuel bed or a vortex layer 2, in which one burns totally or partially, or in which finely divided solid fuels are distilled. The combustion chamber 3, located above the fuel bed, has vertical or outwardly inclined walls, in order to slow down the entrainment of the fuel particles. In the upper part of the combustion chamber of the first phase, the walls narrow down in the manner of a vent and form an elongated slot 4 which is followed, at the top, by the post chamber. -combustion 5 having the shape of a diffuser. The aligned nozzles 6, 'which serve to eject the air, are supplied from a collecting duct 7.
The supply pipes 8, connecting the collecting pipe to the nozzles,
<Desc / Clms Page number 4>
are cooled by refrigerant pipes 9. The pipes are arranged with an inclination favoring the circulation of the refrigerant product. The refrigeration pipes 9 passing through one of the walls of the combustion chamber, pass entirely through this chamber, and exit through the opposite wall of the latter.
The nozzles are arranged in such a way in the central axis of the enclosure, that the outlet jets can sweep the entire cross section of the slot 40.
Instead of a single row of nozzles, one can provide, according to Figure 3, a double row of nozzles 10, 11 whose ejection c8nes intersect Refrigeration pipes passing through one of the walls of the enclosure, those 12 are bent at the places where the nozzles 11 are located and emerge through the inlet wall.
According to figure 4, the air is brought to the two different levels a and b, so that the nozzles 13 located at the lower level a supply air to the entire cross section of the combustion chamber.
In Figure 5, the number of planes c, d, e furnished with groups of nozzles 14, 15, 16 is 30. In plan view, the nozzles of all the groups are offset one by one. the other in the manner of the squares of a chessboard.
The nozzles as a whole eject the complementary combustion air, with the thrust nozzle effect of an injector, into the mixing nozzle tapering towards the narrowing passage, which mixing nozzle is formed by the walls limiting the passage slot and by the parts of the walls of the first combustion chamber following those limiting the passage slot.
According to figures 6 and 7, the air is ejected by the nozzles 17 following tangents to the circles 18, which amounts to imparting to the flue gases a gyratory movement With the jets directed upwards and due to the nozzles 19 grouped together around the central axis, the part included inside this circular flow is supplied with air.
Each pipe 20 serving to bring in the air and ending in the election nozzles (FIG. 8) is, by the pipe 21 engaged on the previous one, surrounded by the envelope of refrigeration product 22. According to the FIG. 9, a pipe 23 through which a coolant, for example water from the boiler, is welded at a point on the periphery of the pipe 24 through which the air passes. This last pipe carries, according to Figure 10, several refrigeration pipes 25 fixed by welding. According to Fig. 11, the refrigeration pipes are multiplied to the point of fqrmer, a closed ring 26 and they are welded together so that the inner part 27 of this ring forms the duct for supplying the air.
By reference 2, FIG. 12 has designated a hearth in which a charcoal comprising a high proportion of foreign products can be burned at a temperature of 860 ° C. of the swirl bed or of the combustion chamber. In the combustion chamber 3, 5, made in the manner of a venturi, enter, through the grid 1, more or less long vertical pipes servar to bring the air, pipes which over part of their length are provided with a ceramic casing 28, so that the supplied air is pre-heated along the other portions of the bare pipes 29, made of a non-chipping steel, which advantageously form the last section of the pipes s 'extending to the ends of the latter, before this pre-heated air leaves the nozzles 30,
31, 32 located at different levels; insofar as these nozzles form the terminal end of the pipes, they have different shapes from each other, adapted to the creepage line of the wall of the combustion chamber, and are
<Desc / Clms Page number 5>
made in such a way that the outlet cross sections, oval or rectangular of the nozzles and the values for the direction of ejection are calculated to obtain an even supply of air and an intimate gas mixture.
The nozzles provided at the ends of the conduits are completed by air outlets 33, 34 provided in the wall of the conduits, at different levels and having the form of nozzles. The air supply conduits are provided in such a way that the length located in the enclosure is adjustable, for example by making them so that they can slide in both directions of the vertical direction 25. In addition, all or only part of these ducts are made so as to rotate around their longitudinal axis 36, so that these tubes can be angularly adjusted with their nozzle.
In the installation according to figures 13, 14, comprising nozzles
17 fed by pipes 37 penetrating laterally and horizontally into the combustion chamber, more 'particularly in the case of an installation for the production of a circular flow 18 or 18' of the flue gases, the rows, of pipes 38 entering the combustion chamber are connected to ball joints 40 provided at the tops 39 of the wall of the combustion chamber, so that the pipes can, like swing arms, take any desired position, inclined as at 38 'on the vertical and the horizontal and be maintained in this position by clamping means, and that the diameter of the circular flow as well as the value of the angle of the air jet with respect to the gas core,
smoke can be changed.
In FIGS. 15, 16 there is shown a hearth for combustion in several phases, an intermediate element determining a narrow stroke being inserted, between the pre-combustion chamber and the post-combustion chamber.
In the combustion chamber 3 (figures 15 and 16) having for example a square or circular section, air is blown through the grate 1, or, in the case of a low load fireplace installation, a mixture of flue gas and air, from the air box 41, the air where this mixes maintaining the finely divided fuel in a floating vortex layer 2
The combustion chamber is connected to the diffuser 42 by the narrowed passage 44 formed by the intermediate element 43 which has a constant section 45 over the entire height of the distance 440 This section is, for example, reduced at the half of that corresponding to the diameter of the combustion chamber.
The intermediate element enters the combustion chamber like a dip tube forming, with the lateral casing 46 of the hearth, the annular space 47 open towards the vortex layer and stopping below the determined plane. by means of several crowns of superimposed nozzles which inject the lowest jets into the annular space, The axes of these jet nozzles 17, arranged in the lateral casing of the hearth, and provided in large number, are engage with the imaginary circles between the casing 3 and the dip tube 43. The wall of the latter with a heat-resistant material or entirely, or partially, with constituent elements cooled by water and with the inlet and outlet 48, 49 for the refrigeration liquid.
In the wall of the dip tube, preferably at the height of its passage in the diffuser 42, there is provided as a second group of nozzles, the nozzles 51 engaging the circle 50. A third group of steams is arranged upstream of the nozzle. the inlet opening of the intermediate element 43 immersed in the combustion chamber. The nozzles 52 of this group are fed by means of pipes 53 passing through the combustion chamber; these pipes are made with heat resistant pipes, without refrigeration, or by water refrigerated pipes and they pass through the wall 46.
For the first group of nozzles 17 emitting jets in the annular space 47, a mixture of air and flue gas is used as the means intended to produce the swirl. Depending on the load of the installation, the
<Desc / Clms Page number 6>
The position of this mixture varies within wide limits, from 100% air at maximum load, to as much of the flue gas as desired when the load is weak or is weakest. A regulating device is provided with the aid of which all the intermediate bearings which are necessary can be adjusted.
The air and flue gas can be admitted either after pre-mixing and subsequent injection through all the nozzles 17, 51 of the first and second groups of nozzles, or even without pre-mixing, the nozzles distinct from. Even order emitting jets of air, while those of odd order emit jets of smoke gas.
The solid particles entrained out of the vortex layer are facilitated by the transverse vortex produced in the annular space 47 by the first group of nozzles 17. Those of these particles which do not fall back into the vortex layer 2 or which are not ejected, to be reused, through a discharge opening (not shown) provided in the casing 46 of the hearth, are subjected to combustion in the annular secondary flame. which forms, so that small proportions of solid particles lift. vées, having only very small diameters, can pass through the combustion space 44.
In the latter, these particles are completely burnt by the secondary air brought to the constriction by the group of nozzles 52 or also by those designated by 51.