Dispositif pour la combustion de charbon pulvérisé. La présente invention a pour objet un dispositif pour la coplbustion de charbon pul vérisé, caractérisé par une chambre de com bustion cylindrique, dont les parois sont pour vues en partie au moins de moyens de refroi dissement par fluide recouverts d'un garnis- sage réfractaire et -dans laquelle un mélange de charbon pulvérisé et d'air est introduit de telle façon que dans cette chambre le mélange en combustion soit animé d'un mouvement tourbillonnaire,
ce mélange étant introduit à une extrémité de la chambre et les gaz brûlés sortant par l'autre extrémité, le tout afin que ce mouvement tourbillonnaire assure le dépôt des cendres sur les parois de la chambre et permette ainsi leur évacuation à l'état liquide.
Ce dispositif pourrait être, par exemple, le dispositif de combustion d'un générateur de vapeur.
Le dessin représente, à titre d'exemple, plusieurs formes de réalisation du .dispositif selon l'invention.
La fig. 1 est une vue en coupe verticale d'une chaudière équipée avec une première forme de réalisation .du :dispositif selon l'in vention.
La fig. 2 est une coupe, à plus grande échelle, du dispositif de combustion de la chaudière montrée à la fig. 1.
Les fig. 3, 4, 5 et 6 sont des vues en coupe respectivement par III-III, IV-IV, V -V et VI-VI de la fig. 2. La fig. 7 est une vue en coupe par VII-VII de la fig. 2.
La fig. 8 est une vue en coupe, à plus grande échelle, .d'une partie de la paroi .de la chambre de combustion du dispositif de la fig. 2.
La fig. 9 est une vue en :coupe axiale d'une deuxième forme de réalisation du dispositif selon l'invention.
La fig. 10 Est une coupe principalement par X-X de la fig. 9 et en partie par A -A de cette figure.
La fig. 11 est une :coupe axiale d'une troisième forme de réalisation.
Les fig. 12 et 13 sont des .coupes par XII-XII et XIII-XIII respectivement de la fig. 11.
La fig. 14 ,est une coupe axiale d'une qua trième forme de réalisation.
La fig. 15 représente un détail de la paroi de la chambre de combustion du dispositif de la fig. 14.
La fig. 16 est 1-me vue en coupe verti cale, à grande échelle, d'une partie :d'une va- riante -de la première forme .d'exécution.
La fig. 17 est une coupe par XVI-XVI de la fig. 16.
Les fig. 18 et 19 ;sont des coupes par XVII-XVII et XVIII-XVIII de la fig.17. La fig. 1 montre un élévateur 1 recevant du charbon brut à son extrémité inférieure et le déchargeant .dans une trémie à charbon brut 2.
La trémie se décharge à travers un tuyau :3 dans Lui .distributeur 4 qui alimente en charbon à la cadence désirée un concasseur 5 alimentant le dispositif de combustion 6 représenté en détail par les fig. 2 à 8.
De l'air préchauffé pour la combustion est amené par deux ventilateurs 7, recevant l'air par une vanne .d'entrée équilibrée 8 et débitant par les tubes 9 dans Lm réchauffeur d'air 10 à chauffage par eau et par fumées. LTne partie de l'air préchauffé est envoyée par un tuyau 11 à l'extrémité supérieure du broyeur pour sécher le charbon au cours du broyage.
Un deuxième tuyau d'air dérivé 12 est relié ali tuyau de décharge du broyeur pour assurer une -décharge à grande vitesse du mélange air@eharbon par le tuyau 13 vers le dispositif de combustion 6.
La chaudière comprend une section infé rieure, à double paroi 14, constituant un espace de combustion secondaire 15 refroidi entièrement par eau, s'ouvrant par un côté vers la chambre de combustion du dispositif de combustion 6 et ayant une sortie des cen dres 16 .du côté opposé. La paroi interne est garnie par :des pointes métalliques recouvertes par une couche réfractaire 17. Des groupes espacés verticalement .de tubes 18 formant.
écrans pour .les cendres, et à recouvrement réfractaire s'étendent à travers cet espace de combustion secondaire, entre côtés opposés de la paroi 14. La vapeur produite dans cette paroi et dans les tubes est collectée dans le réservoir 19 qui débite dans une tuyauterie de vapeur 20.
La section supérieure de la chaudière est formée par une caisse rectan gulaire, à double paroi 21 superposée à la section inférieure et ayant ses côtés opposés reliés par des faisceaux de tubes à eau 22 et 23. La vapeur produite dans ces faisceaux supérieurs est séparée par des séparateurs tourbillonnaires 24 et .collectée dans un ré- servoir 25 pour être évacuée par la conduite de vapeur 26.
Une cheminée est montée au-des- sus de la section supérieure avec un espace ménagé entre la section et la cheminée, à travers laquelle on peut. observer le comporte ment des fumées et .qui permet l'entrée d'air de refroidissement.
Le .dispositif de combustion 6 comporte une chambre de combustion cylindrique 28 d'axe incliné dans laquelle débouche axialement une chambre d'entrée de combustible, ayant le même axe que la chambre de combustion 28.
La chambre d'entrée de combustible et divi sée en une section de décharge cylindrique intérieure 29 qui s'ouvre dans la chambre de combustion 28 et une section .d'entrée de com bustible extérieure 30 dans laquelle à peu près la moitié .de la paroi cylindrique a une sec tion en forme de spirale, la partie restante gardant le même .diamètre que la section de décharge. La chambre d'entrée de combus tible et la chambre de combustion sont entou rées et refroidies par un tube d'eau 31 enroulé en forme de serpentin.
Les portions du tube3l constituant l'armature des parois circonféren- tielles et des parois frontales de la chambre de combustion28sont rapprochées et munies d'un côté de pointes métalliques 32 (fig. 8) rete nant une couche de matière réfractaire 33, recouvrant ces portions du tube 31 et qui peut être une substance plastique à base de chrome par exemple. Cette couche constitue la sur face interne refroidie par eau de la .chambre de combustion.
Des portions non garnies du tube 31 constituent l'armature de la paroi cylindrique -de la section de décharge 29 de la chambre d'entrée du combustible et sont recouvertes sur leur côté interne par une pla que métallique polie 34 soudée sur elles. La plaque 34 est étendue de facon à former aussi la paroi périphérique de la section d'entrée du .combustible 30.
Les portions du tube 31 des parois cylindriques et frontales de la chambre .de .combustion et de la paroi cylin drique de la chambre d'entrée du combustible sont couvertes sur leur côté externe par une plaque métallique de forme correspondante 35 soudée à ces portions de tube, et 'cette plaque est revêtue d'une couche de matériau calori fuge 36.
Comme il est. montré sur les fig. 2, 3, 4 et 6, 1a section d'entrée du combustible 30 a une paroi terminale circulaire à. refroidisse ment fluide 37, avec une ouverture centrale 38 pour l'insertion d'un brûleur à essence ou à gaz pour l'allumage de .la chambre de com- bustion et qui sert comme ouverture permet tant la surveillance pendant le fonctionne ment.
A l'ouverture 38 se raccorde axiale ; ment une petite chambre 39 fermée à son extrémité extérieure par -Lui couvercle amo vible 40 dans lequel une fenêtre est pratiquée ayant le diamètre de l'ouverture 38. La vitre qui couvre .cette fenêtre est maintenue rela tivement froide et l'ouverture 38 maintenue claire par un ajutage d'air 41 relié à l'ali mentation en air préchauffé par un tuyau dérivé 42 commandé par un reffistre et dis posé tangentiellement au secteur 43 .(le la pa roi de la chambre 38 modelé à la forme d'une spirale,
comme indiqué sur la fig. 7. Un petit courant tourbillonnaire d'air primaire à grande vitesse est ainsi amené à la chambre 38, tournant dans le même sens que .le cou , rapt dans la section d'entrée de combustible 30. Ce courant tourbillonnant passant au cen tre à travers la chambre d'entrée de combus tible permet d'éviter la présence -de parti cules fines dans la partie centrale de cette chambre et de réduire ainsi .au minimum la combustion dans cette chambre.
Cela aide aussi l'expansion du courant d'air primaire vers .la paroi cylindrique de la chambre de combustion 28. Cette disposition .est particu lièrement avantageuse pour une .chambre sous pression, .car lorsque le couvercle 40 est ouvert, le courant d'air tournant dans la chambre 38 crée une succion appréciable vers la chambre de combustion empêchant un re tour de flammes ou de fumées chaudes .dans la chambre 38.
La partie de section en forme .de spirale de la plaque 34 formant .la paroi de la sec Lion d'entrée de combustible 30 est étendue de manière à former une entrée d'air primaire et de combustible 44 disposée tangentielle ment, comme le montre la fig. 3. Les portions de plaque constituant l'entrée 44 sont dispo- sées pour former un ajutage 45 dirigé vers le bas, avec l'extrémité supérieure reliée au tuyau de sortie 13 du broyeur.
Le courant d'air primaire mélangé de combustible entrant par l'entrée 44 tournera dans le sens inverse des aiguilles d'une montre dans la chambre .d'entrée, comme l'indique la fig. 3. Un rebord annulaire 46 provoque -une projection radiale vers l'intérieur au bout extérieur de la sec tion .de sortie 29 en vue d'assurer une distri bution pour uniforme du courant de combus tible dans .cette section cylindrique dans le sens circulaire.
La vitesse du courant air pri maire combustible dans l'entrée 44 est réglée sans changer la position du courant par rap port à la. paroi eireonférentielle par un re gistre à commande manuelle 47. Le courant air combustible passe sous la forme d'un cou rant tourbillonnaire à expansion périphéri que à travers le bout circulaire de la section 29 dans la chambre de combustion 28.
La construction décrite de la chambre d'entrée de combustible, jointe à une conformation torique 48 de l'extrémité adjacente de la chambre de combustion élimine les accumula- tions, de coke et de cendres à cet endroit.
La portion .de paroi cylindrique de la chambre de combustion 28 utilisée pour l'en trée de l'air secondaire comporte des por tions parallèles de tubes, interrompues et re liées en série par chevauchement de groupes 49 espacés et recourbés à 1.80 .
Cette entrée d'air secondaire 50 débouche tangentiellement dans .la chambre de combustion 28 par une fente longitudinale de la paroi de .cette cham bre disposée à une extrémité d'une partie de cette paroi qui présente sur 180 un profil de spirale, et qui est disposée de façon à former à proximité de la fente une partie fortement inclinée de manière à réduire au minimum la formation d'agrégats de cendres dans cette zone.
Du côté intérieur le bord de la fente .est formé par des parties longitudi nales 51 du tube de circulation d'eau garnies de matières réfractaires du côté intérieur. A l'intérieur de l'entrée d'air secondaire 50 se trouve monté le bout intérieur d'un ajutage conique 52 qui s'ouvre par son extrémité extérieure dans un tuyau d'alimentation en air préchauffé 53.
Avec cette disposition, lecourant d'air secondaire entre dans la chambre de combus- tion 28 en lin point déplacé ang111airement d'environ 120 en arrière par rapport au point où le mélange air primaire combustible entre dans la section d'entrée clé combustible 30 et avec le même sens -de rotation que les courants d'air primaire mélangé de combus tible et d'air auxiliaire.
La section effective de l'entrée d'air secondaire et, par.suite, la vitesse et le débit de l'air secondaire, est ré glable sans changer la position .du courant entrant par rapport à la paroi cylindrique de la .chambre de combustion, au moyen d'un registre 54 monté à charnières en 55, de façon à permettre le mouvement du registre par rapport au côté extérieur de l'ajutage d'air 52,
au moyen d'une commande de registre com prenant des tourillons 56 à l'extrémité exté rieure du registre engagés dans des fentes de leviers 57 montés sur lm arbre 58 qui peut être commandé à la main ou mécaniquement.
L'extrémité postérieure de la chambre de combustion 28 est pourvue d'une sortie dis posée de façon que le courant tourbillonnant de gaz brûlés allant vers l'arrière est forcé de se déplacer vers l'intérieur et vers l'avant, d'où un changement brutal de direction axiale avant d'atteindre la sortie et sans cessation du mouvement tourbillonnaire.
La paroi fron tale postérieure 59 de la chambre de combos , tion présente une ouverture centrale .entourée d'un. rebord circulaire 60 s'étendant vers l'avant et ayant également une armature for mée de portions du tube 31 revêtues de ma tière réfractaire des deux côtés. Le bord libre de ce rebord se trouve en arrière de l'extré mité postérieure de l'entrée d'air secondaire 50 et ce rebord est conique, allant en se ré trécissant vers l'avant.
Le rebord 60, la paroi cylindrique de la chambre de combustion et la paroi postérieure de celle-ci forment entre .elles une poche annulaire 61 ouverte à son extrémité anté rieure qui provoque une contraction radiale ,du courant ,de gaz brûlés tourbillonnant et un renversement axial .de son mouvement avant de pénétrer dans la sortie.
La sortie de gaz brûlés 62 est de section circulaire et dirige les flammes vers la chambre de combustion secondaire 15 avec ses parois inclinées d'en viron 15 par rapport à son axe. Les gaz brû lés relativement propres passent à travers la sortie 62 et -entrent dans la chambre de com bustion secondaire qui est d'un volume nette- ment supérieur à .celui de la chambre 28.
La vitesse réduite qui en résulte pour les gaz brû lés facilite la séparation de toutes particules de cendres en suspension.
La sortie de cendres 63 de la chambre de combustion 28 est placée dans la partie de la paroi frontale postérieure 59 adjacente au fond de la chambre de combustion, légèrement à côté du plan vertical passant par l'axe de la chambre, en direction du mouvement de rota tion .des gaz.
La sortie .des cendres 63 est réa lisée, comme l'indiquent les fig. 2, 5 et 7, par renversement de l'enroulement des portions de tube de la paroi frontale 59 au moyen de paires de coudes à 180 adjacentes et se recou vrant en partie, et en inclinant les parties de tube adjacentes aux coudes en directions opposées sans changer notablement le con tour de la surface frontale intérieure de la chambre.
Les parties de tube adjacentes aux différents coudes de 180 , sont inclinées de quantités variables de façon que la partie supérieure de l'ouverture pour cendres soit plus étroite que la partie inférieure et l'arran gement est tel que la sortie est d'une hauteur suffisante polir que les gaz puissent y passer au-dessus -du niveau normal de cendres,
mais les gaz qui y pénètrent doivent y changer brusquement de direction. La flèche de la fig. 7 indique la direction du courant de gaz par rapport à la sortie des cendres.
Les cen dres séparées qui coulent le long des parois de la chambre et le long du fond vers la sortie 63 des cendres, ont leur mouvement facilité par la légère inclinaison donnée à la chambre de combustion. Les cendres évacuées par la sortie 63 coulent le .long du fond -de la cham bre .de combustion secondaire 15 et sortent, avec celles provenant de cette chambre, par la sortie 16.
Dans le dispositif décrit, le courant pri maire principal air-combustible parcourt lon- g itudinalement la chambre de combustion avec une grande vitesse angulaire en un film ou couche .mince suivant un chemin hélicoïdal au contact de la paroi cylindrique de la cham bre.
La température élevée maintenue dans la chambre de combustion fait passer rapidement les particules & c combustible par les stades de fusion, d'agglutination, de gazéification et d'allumage et de combustion des gaz combus tibles et du carbone fixe.
L'air primaire principal entrant avec le courant de combustible ne forme qu'une par tie relativement faible de l'air total de com bustion amené à la chambre, de préférence pas phis de 25 %, et la quantité totale d'air amené peut avantageusement se limiter à un faible excès,
de préférence moins de 15 % en excès par rapport à la quantité théoriquement requise. Un faible excès d'air est particulière ment avantageux pour les gros débits et avec des charbons à cendres à températures: de fusion élevées.
L'air de combustionsecondaire est amené à la. chambre de combustion dans des conditions de nature à effectuer une combustion rapide d'à peu près tous les constituants combustibles et la libération des cendres.
Pour cela., l'air secondaire à température élevée est introduit dans la chambre .de combustion à une vitesse linéaire approximativement égale à celle du courant primaire air-combustible en un cou rant mince allongé axia.lement, dirigé tan gentiellement, de façon à tourner dans la chambre de combustion dans le même sens que le .courant primaire air-combustible. Bien que le courant d'air secondaire aplati se trouve introduit sur une portion de longueur impor tante de la chambre de combustion, entre le point.
d'entrée du combustible et la sortie des gaz de la chambre, il est espacé suffisamment de l'entrée du courant primaire air-coinbus- tible pour permettre la combustion à peu près complète des particules fines avant l'arrivée en contact du courant primaire avec le courant d'air secondaire.
Avec l'entrée d'air secondaire décrite, il y a mélange progressif du courant d'air secondaire avec le courant primaire air- combustible en combustion, sans modification de la trajectoire hélicoïdale de ce dernier ou séparation du courant primaire air-combusti- ble de la paroi cylindrique de la chambre de combustion par une couche d'air secondaire.
Avec l'agencement .décrit d'admission de combustible et d'air dans la chambre de com bustion 28, la combustion des particules de combustible progresse rapidement, à une vi tesse qui augmente dans la zone d'admission du courant d'air secondaire et la température dans la chambre de combustion est maintenue aisément bien ou-.dessus de 1a température de fusion des cendres, malgré une grande varia tion des conditions .de fonctionnement.
Dans de telles conditions de combustion, le contenu en cendres du combustible est rapi dement libéré et, grâce à l'effet centrifuge, les parois de la chambre de .combustion et spécialement les parois cylindriques sont cou vertes d'une pellicule de cendres fondues qui adhère à la surface interne réfractaire des parois et constituent une surface collante con tre laquelle viennent se heurter et se coller les particules plus lourdes de combustible du courant air-combastible. Le courant tourbil lonnant de <RTI
ID="0005.0077"> .combustible et de gaz en combus tion saisit les particules ainsi collées sur la pellicule de cendres et les brûle. Ainsi, bien que la plupart des particules plus légères de combustible brûlent en suspension :dans le courant tourbillonnaire, les cendres recou vrant les parois de la chambre interviennent pour retarder la traversée des particules plus lourdes et pour les retenir dans la chambre de .combustion jusqu'à ce que leur combus tion soit complète.
La pellicule de cendres recouvrant la surface interne de la. paroi atteint rapidement une épaisseur d'équilibre dépendant des valeurs relatives -des tempé ratures .de fusion .des cendres de la tempéra ture ambiante maintenue dans la chambre, de la température des parois .de la chambre et de la vitesse -du courant de gaz au contact. Lors que des cendres en excès viennent se déposer sur les parois, elles s'écoulent vers le fond de da ,chambre par gravité et s'échappent par .la sortie de .cendres.
La chambre de combustion 28 du disposi tif décrit est maintenue normalement sous -use pression d e l'ordre de 100 à 400 .mm d'eau, ce qui facilite ï'écoulement des gaz et .des cen dres vers leurs sorties respectives.
Le renversement brusque de 1a direction d'écoulement des gaz obtenu par le rebord 60 facilite la séparation des particules de cen dres en suspension et retarde ,la sortie .de com bustibles de la chambre de combustion.
La zone de renversement du courant est dispo sée de telle faon que les particules incom plètement brûlées sont séparées du courant de gaz et agitées et saisies par les gaz au cours de leur mouvement tout autour de la poche annulaire entourant la sortie.
Ces particules de combustible restent,dans la poche annulaire soit partiellement enrobées dans la pellicule de cendres, soit en mouvement autour de la poche, jusqu'à ce que tout le combustible soit brûlé et<B>le</B> contenu de cendres relâché.
Les cendres libérées vont soit rester sur la sur face de la paroi 1de la poche, soit s'écouler tout le ,long des parois de -la poche pour re joindre la sortie et être évacuées.
La sortie 63 pour l'évacuation de cendres fondues du fond de la chambre de combustion est .disposée à un point à haute température à l'extrémité de sortie des gaz vers lequel les cendres tendent à couler. La sortie de cendres est disposée de telle façon que le courant principal de gaz n'en est pas affecté.
La sortie 62 est de dimensions suffisantes pour éviter une trop forte chute de pression et 71a -chambre de combustion secondaire est d'un volume suffisant pour réduire notable ment la vitesse des gaz sortants .de façon à permettre aux particules de cendres restées en suspension. de se
séparer avant que les gaz n'aient atteint la section de convection de la chaudière.
Le dispositif des fig. 9 et 10 comprend une ehambre de combustion cylindrique 28 inclinée ,par rapport à l'horizontale.
Sa cons truction lest la même que celle de la -chambre de combustion 28 du dispositif -des fig. 1 à 8 et ,elle -est pourvue d'une sortie de gaz formée par un rebord 60 entourant une ouverture centrale de sa paroi frontale postérieure et formant une poche annulaire 61 .ayant pour râle le renversement du courant de gaz.
De l'air secondaire est introduit le long d'une, section à profil en spirale de la paroi cylin drique, par une entrée 50 longue et étroite dirigée tangentiellement et réglée par un registre 54. Le courant air primaire combus tible est introduit par un ajutage 45 réglé par un registre et une entrée 44 disposée tan gentiellement à une section à profil de spirale de da paroi cylindrique de la chambre de com bustion 28 adjacente à la paroi frontale anté- rieure de la chambre 28.
Une entrée 38, ali mentée par l'ajutage tangentiel 41 pour l'in troduction d'air primaire auxiliaire en un courant tourbillonnant à grande vitesse au centre de .la chambre 28, est disposée dans la paroi frontale antérieure de cette chambre, alors que la sortie de cendres 63 est disposée au fond de la chambre de combustion près de la paroi lpostérieure de la chambre.
Le fonctionnement du dispositif des fig. 9 et 10 est tout à fait similaire à celui décrit phis haut.
Le dispositif. de combustion 6 des fig. 11 à 13 comprend ume chambre de combustion cylindrique 28 à axe vertical. Elle comporte une enveloppe cylindrique 99 avec une sortie de gaz centrale au sommet et une sortie de cendres dans le bas. La -chambre de combus tion 28 présente des parois comprenant une armature formée par un tube d'eau simple 31.
ou ,une multitude .de sections de tubes enrou lés enserpentin superposées et reliées en série, formant une bobine unique avec certaines par ties coudées, de manière à ménager les diver ses ouvertures nécessaires de la chambre.
Le détail de la construction de la paroi est celui de la fig. 8, les côtés intérieurs des sections du tube 31 ayant des nervures métalliques 32 et étant recouverts d'une matière réfractaire 33 teille que du minerai plastique de chrome, tan dis qu'une .couche de matière isolante de cha leur est .disposée entre les serpentins et l'en veloppe 99.
Lia surface intérieure du revête ment .réfractaire @de la .chambre 28 est aussi lisse et régulière que possible, en vue,d'éviter des perturbations du courant.
de gaz et de par ticules @en suspension à travers la chambre, ceci étant spécialement important à .cause de la trajectoire hélicoïdale ascendante suivie par legs particules solides et les gaz le long de la paroi cylindrique de la ,chambre.
Les portions de tube 31 sont pliées de manière à former des groupes espacés et che vauchés de coudes à 180 alignés, 100 et 101, pour former une entrée 102 étroite et allon- gée verticalement qui. est dirigée tangentielle ment à l'extrémité extérieure d'une section 103 de la paroi cylindrique,
la surface interne clé laquelle a un profil de spirale s'étendant sur près de 360 avant d'arriver dans la sur face cylindrique de la chambre de combustion. Le bord inférieur de l'entrée 102 est disposé à une distance suffisante au-dessus de la sor tie des cendres 63 de la .chambre -de combus tion pour éviter un refroidissement excessif des cendres dans de fond 104 de la chambre,
du fait du courant entrant d'air et @de char bon pulvérisé. L'ajutage 93 relié à .la :con duite 89 et d'injecteur d'air et de charbon, pul vérisé 97 pénètrent dans l'entrée 102, comme l'indique la fig. 12.
Un courant large, mais peu épais de com bustible pulvérisé et d'air primaire intime ment mélangé est déversé tangentiellement dans 1a chambre 28 à une grande vitesse par l'injecteur 97 à travers l'entrée 102. Ce cou rant air primaire combustible est complète ment enveloppé dans un :courant d'air secon daire préchauffé entrant à grande vitesse par l'ajutage 93.
Les courants combinés d'air et de combustible balaient à grande vitesse la surface interne réfractaire de la paroi cylin drique, le profil en spirale de cette portion de paroi amenant ile courant à se trouver en tièrement en .dedans du diamètre minimiun de la chambre de combustion après avoir effec tué un tour à peu après entier;
.ceci afin de réduire au minimum les perturbations du courant entrant par l'entrée 102. Le tirage de @la chambre de combustion et l'action mo- trke de l'air et du eombi-tstible injectés par l'entrée 102 font suivre aux courants com binés un chemin hélicoidal ascendant le long de la paroi cylindrique, après qu'ils ont ter miné leur tour initial ide la chambre.
Une alimentation -en air tertiaire de la chambre 28 se fait par la conduite d'air 89 à travers une dérivation 105, réglée par re gistre et une entrée d'air 106 formée dans la paroi cylindrique de la chambre 28 en un endroit situé au-dessus de l'entrée 102 et dé calé angulairement par rapport à. cette entrée 102.
L'entrée 106 est formée comme l'entrée 102 par des groupes espacés et chevauchants de coudes à 180 , 107 et 108 alignés, formés par le tube 31. Dans cette entrée pénètre un ajutage 109 venant en se rétrécissant depuis l'extrémité de l a conduite :de dérivation 105.
L'entrée 106 est plus étroite et moins longue que l'entrée 102 et se trouve disposée tangen tiellement aussi à l'extrémité extérieure d'une section 1104e la paroi cylindrique ayant une surface interne -de profil de développante si milaire à celui de la section de paroi 103 et représentée fig. 1.
L'amenée d'air tertiaire est décalée angulairement d'environ 120 par rapport à l'entrée 102 dans le sens de la'rota- tion des gaz .dans la chambre. Certaines por tions de tube de ala section 110 sont pliées pour former une ouverture d'inspection 111 dans la paroi .cylindrique.
Le fond concave circulaire de la chambre de combustible est en matière réfractaire sans tubes de refroidissement, sauf à da périphérie où se trouve un prolongement 112 .du serpen tin formé par le tube 31, allant en se Tétré- cissant vers, le bas,
garni @de matière réfrac- taire du côté intérieur. Cette construction du fond. aide de maintien d'une température du fond suffisamment élevée pour maintenir les cendres à l'état liquide. La sortie de cendres 63 .centrale et dirigée vers le bas est constituée par -un cône métallique 113 et conduit à un
cendrier fermé (non représenté). La sortie de cendres 63 peut être fermée ou ouverte par commande manuelle d'iui bouchon conique 114 monté au bout :d'un levier de commande 115 qui se pose sur un axe-support <B>116</B> lors que le bouchon est clans l'ouverture d'évacua tion des cendres.
Le serpentin formé par le tube 31 est con tinué à son extrémité -supérieure en spirale, de manière à constituer l'armature de la pa- roi frontale supérieure 59 et le rebord annu laire 60 qui se rétrécit vers le bas et forme -une sortie de gaz vers le haut 62. La section de tube constituant l'armature du rebord 60 est garnie sur les deux faces de matière ré fractaire.
Le rebord s'étend vers le bas sur une ,distance notable dans 1a chambre de com bustion, mais se termine à un niveau supé rieur :au sommet de la partie supérieure de l'entrée -d'air tertiaire 106. La poche annu laire 61 ouverte vers le bas, entre le rebord et la paroi .cylindrique de la chambre oblige les gaz à renverser leur mouvement dans le sens axial avant d'atteindre la sortie de fu mées 62.
La sortie 62 est prolongée vers le haut au- delà @du sommet de da ehambre par une par tie droite à refroidissement fluide 117 for mée ,par un serpentin de tubes nus 118.
L'extrémité supérieure (du serpentin. 118 est reliée à l'extrémité inférieure du serpentin formant :l'armature du rebord 60, comme l'in dique da fig. 11. Les extrémités inférieures du serpentin <B>118</B> et du prolongement 112 for ment les bouts opposés d'une section généra- trice de vapeur, l'eau étant amenée au fond et un mélange d'eau et de vapeur évacué par le sommet.
Ce circuit peut être relié à la cir culation d'un générateur de vapeur pour le quel le dispositif des fig. 11 à 13 forme une source de chaleur. Les gaz quittant la sortie sont évacués par -une chambre 27 disposée au-dessus de la sortie 62.
Le charbon pulvérisé peut être brûlé effi cacement dans la chambre de combustion 28 du dispositif des fig. 1.1.à 13 star une large échelle de débits et avec un important déga gement de.ehaleur avec un excès d'air relative ment faible et avec séparation d'im pourcen tage élevé des cendres contenues dans le coru- bustible, à l'état liquide,
dans la chambre de combustion.
Dans le ;dispositif des fig. 11 à 13, la tota lité ide l'air de combustion est amené à un réchauffeur d'air par un compresseur,d'air et se trouve chauffée à une température relati vement élevée. L'air réchauffé passe dans la.
chambre de combustion 28 en formant des - courants à grande vitesse d'air primaire et charbon pulvérisé, et. air secondaire et ter tiaire, da haute température donnée à l'air aiecélérant l'allumage et :la combustion du combustible, et la grande vitesse .et l'entrée tangentielle maintenant l'effet centrifuge dé siré.
La quantité totale d'air introduit est à peu ,près directement proportionnelle à la quantité totale de combustible, le rapport. combustible-air à maintenir étant tel que la quantité totale d'air utilisé ne dépasse .pas de plus de 20 a/o et de préférence de moins de 15 a/o même la quantité d'air théoriquement
requise pour la eombistion. Le rapport air- combustible peut varier d'une certaine quan tité, un .excès :d'air moindre étant préférable aux gros débits de combustible pour accroître la, température de la chambre de combustion et pour faciliter l'évacuation des cendres.
Environ 40 ola de l'air amené est utilisé comme air primaire mélangé au charbon pul vérisé déchargé par l'injecteur 97. Au dé- marrage, un brûleur auxiliaire à essence ou à gaz est inséré par l'une des ouvertures de la paroi de la chambre et après un court espace de temps,de fonctionnement, il allume le mé lange pénétrant dans la chambre.
Le courant de combustible en combustion remonte selon une trajectoire hélicoïdale le long de la :pa roi cylindrique de la chambre 28. Le fonc tionnement est Îe même que celui des dispasi- tifs deus fig. 1 à 10.
Dans le dispositif des fig. 11 à 13 où la sortie des gaz est en haut et la sortie des cendres au bas de la chambre de combustion et où l'entrée de L'air et du combustible se fait horizontalement en des courants tangentiels, 11 est important que les cendres s'écoulant le long des parois de la, chambre ou accumu lées au bas de la chambre ne troublent pas le courant entrant de combustible et d'air.
Pour cette raison, l'entrée 102 .est. placée à une dis tance suffisante au-dessus de la sortie des cendres de fanon à éviter que l'accumulation de cendres au bas de la chambre ne puisse atteindre le bord inférieur de cette entrée. Tout dépôt -de nendres dans l'entrée 102 aug menterait. la. perte de charge dans cette entrée est diminuerait en :conséquence le débit d'air.
De telles accumulations dans l'entrée 102 ou sur la paroi cylindrique tendraient aussi à perturber l'écoulement hélicoïdal du mélange air@eombustsble et empêcheraient l'établisse- ment du tourbillonnement désiré à grande vitesse.
Les courants d'air et .de combustible péné trant .dans la _ chambre 28 tangentiellement aux secteurs de paroi à profil de spirale s'étendant sur près de 360 , ont ainsi la possi bilité de se mélanger graduellement au tour- billons régnant .dans la chambre.
La forma tion d e gouttes :de cendres au sommet ou le long des ouverture, d'admission des entrées de courants se trouve ainsi réduite au mini mum.
La division de l'air de combustion en un courant d'air primaire et secondaire en trant avec le combustible et en un courant tertiaire entrant à un niveau nettement supé rieur à celui du premier courant, aide au maintien de l'évolution hélicoïdale des gaz et des particules suspendues, vers le haut de la chambre. 11 a été trouvé que la température dans la partie inférieure de la chambre ,de combustion 28 du dispositif des fis.
11 à 13 et la température .des cendres dans cette ré gion peut être accrue si on le désire, en vue d'augmenter la fluidité des cendres en rédui sant ou en coupant l'alimentation en air se condaire, de sorte que lia majorité ou la tota lité de l'air .de combustion est alors amenée à la chambre par ,les courants primaire et tertiaire.
Le dispositif 6 des fis. 14 et 15 comprend une chambre de :combustion 28 dont. la; paroi présente une enveloppe extérieure cylindri que, allongée et à axe vertical. Cette cham bre de combustion 28 dont la construction est analogue à celle -des chambres décrites précé demment, est de section horizontale à peu près circulaire et elle débouche dans une chambre de combustion secondaire subjacente 121.
Les côtés intérieurs des tubes 31 constituant l'ar mature des parois des chambres 28 et 121 sont garnis d'éléments métalliques 32 soudés, comme l'indique la fis.
15 et sont couverts d'une couche de matériau réfractaire 33 résis- tant aux températures kevées, tel du minerai plastique de chrome, tandis qu'une couche d'isolation thermique 36 est placée entre icha- que serpentin de circulation d'eau formé par les tubes 31 et l'enveloppe 99.
La surface interne de la paroi cylindrique de la chambre de combustion 28 est exécutée de fagon à se rapprocher le plus possible d'une surface cylindrique de révolution verticale parfaite sur toute sa hauteur, en vite d'éviter toute perturbation de la trajectoire hélicoï dale descendante du mélange;
combustible, air .et produits de la combustion à travers cette chambre.
La .paroi frontale supérieure 129 de la chambre de combustion 28 a une armature formée :par un serpentin 130 relié en série par son extrémité extérieure avec le serpen tin de la paroi cylindrique et relié par son autre extrémité à un espace de séparation de l'eau et ide la vapeur. Une ouverture centrale dans la paroi 129 est close par une porte d'accès 131 ayant un regard 132.
Le fond 59 de la chambre de combustion 28 est à refroi- dissement par fluide au moyen d'un serpentin 133 revêtu de matière réfractaire et présente une ouverture entourée d'in rebord 60 se ré- trécissant vers le haut et formé au moyen d'un serpentin dans lequel les côtés extérieur et intérieur des portions de tube sont munis de pièces appropriées et.
recouverts de matière réfractaire plastique comme décrit plus haut. Une poche annulaire 61 ouverte .du ,câté haut seulement est formée ainsi autour de la sortie de gaz 62 dirigée vers de bas et formée au moyen du rebord 60. L'extrémité extérieure du serpentin 133 est reliée en série avec l'ex trémité intérieure du ,serpentin formé :
par le tube 31, alors que l'extrémité supérieure du serpentin .du rebord est reliée à mie portion de tube nu 134 s'étendant vers ale bas le -long du côté intérieur .du rebord et relié à la sortie d'un serpentin de refroidissement. intermé diaire 135 disposé dans un réservoir d'eau extérieur 136.
Une paire intermédiaire de portions de tube du serpentin du rebord comprend des coudes à 180 espacés angulairement, de ma- niére â .définir entre èux une sortie .de cendres 63 légèrement au-dessus du niveau du fond de la poche et sur le côté du rebord éloigné de la sortie secondaire de gaz 137.
La sortie de cendres,est décalée angulairement par rap port à la fente d'entrée d'air et de combus tible (indiquée par la ligne 127) et située de préférence à environ 90 en arrière de cette fente. Les cendres recueillies à l'état fondu dans le bas d e la chambre s'écoulent par l'ou verture d'écoulement .des cendres 63 et tom bent dans la .chambre de combustion secon daire 121.
La ,chambre de .combustion secondaire 121 est jaussi de section sensiblement circulaire, mais sur un @de ses côtés s'ouvre la sortie rec- tangulaire d e gaz 137 vers un passage 138 tra versant le réservoir .d'eau 136 et entouré de l'eau de ce réservoir.
La chambre 121 a un i fond 139 à refroidissement par fluide par un serpentin plat 140 relié en série -par son extrémité extérieure au fond d'un serpentin 141 disposé ,dans la paroi cyl@drique de la chambre de combustion secondaire, son extré mité supérieure étant reliée à l'entrée du ser pentin 135. -Une pompe d'alimentation d'eau est .prévue pour alimenter en eau ;
l'autre bout du serpentin 140. Le matériau réfractaire qui revêt de serpentin 140 va en s'inclinant vers r le bas vers le côté sortie .de gaz de la chambre de combustion secondaire 121 et des portions adjacentes de tubes du serpentin 141 sont pliées de façon à former une ouverture d'éva cuation des cendres 143 au bas du fond ré fractaire de la chambre. L'extrémité infé
rieure de la sortie 137 se trouve au-dessus du niveau de d'ouverture 143 d'évacuation des cendres, et files parties des tubes du serpentin 141 s'étendant à travers la sortie de gaz sont .disposées de façon à former un écran 144 à travers @la sortie, par pliage de portions de tube horizontales adjacentes en groupes espa cés verticalement de portions :
de tubes ali- gnées horizontalement. Avec cette disposition, les particules de cendres en suspension dans les gaz ,sortants sont recueillies par l'écran tu bulaire. Les gaz :
chauds passent en 138 et sont évacués à travers aine conduite 145 qui eon- & ût â un ,point d'utilisation de la chaleur. Une sortie ide cendres 146 est placée dans le fond .de la conduite 145 pour l'évacuation des cendres entraînées, spécialement aux fortes charges de la chambre de combustion 28, dans le passage 138 depuis la chambre de combus tion secondaire 121.
Le mélange de charbon pulvérisé et d'air est introduit tangentielle ment ,dans la chambre 28 à son extrémité su périeure ide façon à créer un mouvement tour- billonnaire dans cette chambre.
De ,l'air secon daire est introduit tangentiellement par une fente longitudinale de la paroi de la chambre située aii-@dessous du niveau de .l'entrée du mélange id'air et de .charbon pulvérisé. Ces en trées d'air -et de combustible ne sont pas re- présentées. Le fonctionnement de la chambre 28 est le même que précédemment.
Les fig. 16 à 19 représentent une variante du ;dispositif .des fig. 1 à 8 dans laquelle la chambre d'introduction de combustible 1.50 débouchant dans la chambre de :combustion 28, qui .est @eonstraite de la même faon que celle .de la fig. 2, comprend une paroi 152 avec enveloppe de refroidissement 151.
La pa roi 152 entoure un espace conique 51 évasant vers d'intérieur de la .chambre 28 et dans le côté inférieur duquel s'ouvre un conduit 153 de charbon et d'air primaire se terminant en forme de spirale et introduisant le courant tangentiellement dans l'espace (conique. La section effective de passage du conduit 153 et, partant, la vitesse dit courait air-combustible,
est réglée par un registre à commande ma nuelle 154 disposé le long,du côté supérieur du conduit 153 et ayant la. forme indiquée par les fig.16 et 17.
Un mouvement radial et axial à la fois est communiqué au courant air-char- bon par la forme conique de la chambre d'in- troduetion 150 et le courant tourbillonnant se .dépilace axialement par rapport à la cham bre @de combustion le long d'un chemin héli- eoïdal au co tact de la paroi circulaire à gar niture <RTI
ID="0010.0158"> réfractaire de la chambre de combus tion 28, .laquelle présente une entrée d'air secondaire ;disposée comme l'entrée 50 de la chambre de @combustion 28 du .dispositif des fig. 1 à 8.
tue ichambre circulaire 156 d'air tertiaire est. disposée axialement à l'extrémité exté rieure de la chambre 150 et de l'air pré- ehauffé y est amené par une conduite 157 mu nie d'an registre de réglage :du courant d'air.
La conduite<B>157</B> est reliée latéralement à la chambre 156 et son extrémité adjacente à cette chambre comprend une partie de paroi dont la section transversale à d'axe de la chambre 28 est en forme de spirale, produisant ainsi un courant tourbillonnant 'air tertiaire di rigé axialement dans la chambre 150 par un diaphragme 150.
L'effet de succion qui en résulte permet l'installation et l'utilisation d'un regard 160 à l'-extrémité .extérieure de la chambre 156. A la mise en route, on peut insérer un brûleur à essence par le regard 160 ou par une ouverture séparée pour allu mer @le charbon au moment de son introduc tion.