EP0822375B1 - Busette de soufflage d'air secondaire dans un foyer de combustion - Google Patents

Busette de soufflage d'air secondaire dans un foyer de combustion Download PDF

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EP0822375B1
EP0822375B1 EP97401781A EP97401781A EP0822375B1 EP 0822375 B1 EP0822375 B1 EP 0822375B1 EP 97401781 A EP97401781 A EP 97401781A EP 97401781 A EP97401781 A EP 97401781A EP 0822375 B1 EP0822375 B1 EP 0822375B1
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walls
axis
nozzle
box
flaps
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Alstom Power Boiler SA
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Alstom Energy Systems SA
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23M—CASINGS, LININGS, WALLS OR DOORS SPECIALLY ADAPTED FOR COMBUSTION CHAMBERS, e.g. FIREBRIDGES; DEVICES FOR DEFLECTING AIR, FLAMES OR COMBUSTION PRODUCTS IN COMBUSTION CHAMBERS; SAFETY ARRANGEMENTS SPECIALLY ADAPTED FOR COMBUSTION APPARATUS; DETAILS OF COMBUSTION CHAMBERS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F23M9/00—Baffles or deflectors for air or combustion products; Flame shields
    • F23M9/02—Baffles or deflectors for air or combustion products; Flame shields in air inlets

Definitions

  • the present invention relates to a nozzle blowing secondary air into a combustion furnace.
  • a nozzle of blowing secondary air into a combustion furnace comprising a box of rectangular section made up of four facing walls two by two said first walls and second walls and pivoted by means of a member of control along an axis known as a traversing axis of rotation said first walls, the box being open on two opposite faces, one being the air inlet face and the other the outlet face of this air in the hearth.
  • Vertical series of such superimposed nozzles are generally installed at the four corners of the combustion at the top of the burner boxes and are used to balance the temperature inside the fireplace and thus can allow the reduction of oxide emissions nitrogen.
  • orientable nozzles vertically so that secondary air can be blown out on a vertical range.
  • they consist a rotary box on a horizontal axis thanks to a arrangement of studs arranged on the first walls vertical of this box, the rotation being actuated by a control member consisting of a rod fixed so articulated on one of these walls above the axis of rotation and pull or push to orient the nozzle.
  • the invention allows the temperature to be adjusted in the entire focus, allowing adjustment of the orientation horizontal outgoing air flow, without modification of the existing vertical orientation arrangement.
  • a flap structure perpendicular to the second walls is arranged in the box, each of the flaps being pivotable thanks to an actuation arrangement according respectively to a axis perpendicular to the axis of rotation and intersecting it.
  • said flaps are parallel and integral.
  • said actuation arrangement is connected to a shutter and consists of a clevis hinged on the shutter along an axis perpendicular to this shutter and mounted rotatable around its longitudinal axis on a workpiece articulated on a sliding actuation shaft according to its longitudinal axis and parallel to the second walls.
  • the box is made of sheet metal wavy.
  • the box can be reinforced on the outlet face of bars integral with the second walls and parallel to the first walls.
  • Figure 1 is a horizontal sectional view of a combustion hearth.
  • Figures 2A and 2B are vertical section views a blowing nozzle according to the invention, in upright position and in an upward facing position.
  • Figures 3A and 3B are sectional views horizontal of a blowing nozzle conforming to the invention, in a straight position and in a position oriented towards the right.
  • Figure 4 is a cross-sectional view of detail.
  • Figure 5 is a front view of a nozzle blowing according to the invention, seen from the side of the combustion.
  • the combustion hearth 1, represented in FIG. 1, of rectangular horizontal section has four corners of the burner boxes 2 fitted with secondary air supply 3. These burner boxes are consisting of series of nozzles superimposed on one part the height of the fireplace.
  • these nozzles 3 blow air secondary on spaces 4 of horizontal dimension constant. There are then spaces 5 in the hearth in which cannot be injected with secondary air and where the temperature cannot be regulated.
  • these nozzles 3 are also horizontally orientable without modification of the vertical adjustment arrangement and therefore are orientable in all directions and it is possible to adjust the temperature in the entire fireplace.
  • the nozzles 3 are preferably designed as shown in the other figures.
  • the blowing nozzle 3 comprises a box 6 of rectangular section consisting of four facing walls screws two by two, two vertical walls 6A called first walls and two walls slightly inclined with respect to the horizontal 6B said second walls, advantageously in corrugated sheet in order to be slightly deformable under the effect of temperature.
  • Box 6 is open on two sides opposite, one being the 6D inlet face of the air and the other the outlet face 6C of this air in the hearth.
  • the box 6 is supported by a support structure 8 and can be rotated by means of a control member according to a horizontal axis 7 said axis of rotation passing through said first walls 6A.
  • This control member is made up a rod 9 hingedly attached to one of the walls vertical 6A above the axis of rotation 7 and drawn or push to vertically orient the box 6 which can pivot thanks to an arrangement of tenons arranged on the vertical walls 6A of this box 6.
  • the box 6 is reinforced on the outlet face 6C of bars 11 integral with the inclined walls 6B and parallel with vertical walls 6A.
  • a structure 12 of flaps perpendicular to the walls 6B is inclined in box 6.
  • This structure 12 consists of flaps 12A, 12B parallel and secured by means of flat profiles 12C, 12D on which the shutters are connected.
  • Each of the flaps 12A, 12B is pivotable on two pivoting joints 20A and 20B arranged on the second walls 6B of box 6 thanks to an arrangement actuation along an axis 13 respectively perpendicular to the axis of rotation 7 and cutting it.
  • This actuation arrangement is connected to a flap, advantageously the central flap 12A and consists of a yoke 14 articulated on the flap 12A along an axis perpendicular to this flap 12A and rotatably mounted around its longitudinal axis on a part 14A articulated on a horizontal actuating shaft 15 sliding along its axis longitudinal and supported by guide rings 18 held by gussets 19 on the support structure 8. More specifically, the part 14A is a flat profile provided of an oblong light 16 receiving a tenon 17 passing through the shaft 15 as shown in FIG. 4.
  • the orientation vertical of the secondary air flow by maneuvering the rod 9 by pushing or pulling it and adjusting its horizontal orientation by sliding the shaft 15. These two adjustments can be made simultaneously which allows orientation in all directions.
  • the horizontal orientation arrangement can be installed on an existing orientation nozzle vertical.

Description

La présente invention se rapporte à une busette de soufflage d'air secondaire dans un foyer de combustion.
Elle concerne plus précisément une busette de soufflage d'air secondaire dans un foyer de combustion comportant un caisson de section rectangulaire constitué de quatre parois en vis à vis deux à deux dites premières parois et secondes parois et pivotant au moyen d'un organe de commande selon un axe dit axe de rotation traversant lesdites premières parois, le caisson étant ouvert sur deux faces opposées, l'une étant la face d'entrée de l'air et l'autre la face de sortie de cet air dans le foyer.
Des séries verticales de telles busettes superposées sont en général installées aux quatre coins du foyer de combustion à la partie supérieure des caissons brûleurs et servent à équilibrer la température à l'intérieur du foyer et ainsi peut permettre la diminution des émissions d'oxydes d'azote.
Il est connu d'installer des busettes orientables verticalement afin de pouvoir souffler de l'air secondaire sur une plage verticale. Pour ce faire, elles se composent d'un caisson rotatif selon un axe horizontal grâce à un agencement de tenons disposés sur les premières parois verticales de ce caisson, la rotation étant actionnée par un organe de commande constitué d'une tringle fixée de façon articulée sur une de ces parois au-dessus de l'axe de rotation et tirée ou poussée pour orienter la busette.
Une telle busette est décrite dans le document de brevet FR-2 689 211 déposé par la Déposante le 30 mars 1992.
Or il s'avère qu'il existe avec un tel système de soufflage des températures non uniformes dans le foyer, les busettes ne soufflant de l'air que sur un espace de dimension horizontale constante et aucun air ne pouvant être soufflé latéralement à cet espace.
L'invention permet un réglage de la température dans tout le foyer, en permettant un réglage de l'orientation horizontale du flux d'air sortant, et ceci sans modification de l'agencement d'orientation vertical existant.
Pour ce faire, conformément à l'invention, une structure de volets perpendiculaires aux secondes parois est disposée dans le caisson, chacun des volets étant pivotant grâce à un agencement d'actionnement selon respectivement un axe perpendiculaire à l'axe de rotation et coupant celui-ci.
Ainsi est obtenu un fonctionnement optimal du foyer de combustion par exemple d'une chaudière à chauffe tangentielle de grande puissance, en permettant d'avoir une température de vapeur équilibrée en sortie de la chaudière. De plus, grâce au réglage de l'angle de soufflage de l'air secondaire, il est possible de diminuer les émissions d'oxydes d'azote plus efficacement.
Selon le mode de réalisation préféré, lesdits volets sont parallèles et solidaires.
Avantageusement, ledit agencement d'actionnement est relié à un volet et est constitué d'une chape articulée sur le volet selon un axe perpendiculaire à ce volet et montée rotative autour de son axe longitudinal sur une pièce articulée sur un arbre d'actionnement coulissant selon son axe longitudinal et parallèle aux secondes parois.
De préférence, le caisson est constitué de tôle ondulée.
Le caisson peut être renforcé sur la face de sortie de barreaux solidaires des secondes parois et parallèles aux premières parois.
L'invention est décrite ci-après plus en détail à l'aide de figures ne représentant qu'un mode de réalisation préféré de l'invention.
La figure 1 est une vue en coupe horizontale d'un foyer de combustion.
Les figures 2A et 2B sont des vues en coupe verticale d'une busette de soufflage conforme à l'invention, en position droite et en position orientée vers le haut.
Les figures 3A et 3B sont des vues en coupe horizontale d'une busette de soufflage conforme à l'invention, en position droite et en position orientée vers la droite.
La figure 4 est une vue en coupe tranversale de détail.
La figure 5 est une vue de face d'une busette de soufflage conforme à l'invention, vue du côté du foyer de combustion.
Le foyer de combustion 1, représenté sur la figure 1, de section horizontale rectangulaire comporte à ses quatre coins des caissons brûleurs 2 équipé de busettes de soufflage d'air secondaire 3. Ces caissons brûleurs sont constitués de séries de busettes superposées sur une partie de la hauteur du foyer.
Si elle ne sont orientables que verticalement comme dans l'art antérieur, ces busettes 3 soufflent de l'air secondaire sur des espaces 4 de dimension horizontale constante. Il existe alors des espaces 5 dans le foyer dans lesquels ne peut être injecté d'air secondaire et où la température ne peut être régulée.
Grâce à l'invention, ces busettes 3 sont également orientables horizontalement sans modification de l'agencement de réglage vertical et donc sont orientables dans toutes les directions et il est possible de régler la température dans le foyer dans sa totalité.
Pour ce faire, les busettes 3 sont de préférence conçues comme représentées sur les autres figures.
La busette de soufflage 3 comporte un caisson 6 de section rectangulaire constitué de quatre parois en vis à vis deux à deux, deux parois verticales 6A dites premières parois et deux parois légèrement inclinées par rapport à l'horizontale 6B dites secondes parois, avantageusement en tôle ondulée afin d'être peu déformable sous l'effet de la température. Le caisson 6 est ouvert sur deux faces opposées, l'une étant la face d'entrée 6D de l'air et l'autre la face de sortie 6C de cet air dans le foyer.
Le caisson 6 est supporté par une structure support 8 et peut être tourné au moyen d'un organe de commande selon un axe horizontal 7 dit axe de rotation traversant lesdites premières parois 6A. Cet organe de commande est constitué d'une tringle 9 fixée de façon articulée sur une des parois verticales 6A au-dessus de l'axe de rotation 7 et tirée ou poussée pour orienter verticalement le caisson 6 qui peut pivoter grâce à un agencement de tenons 10 disposés sur les parois verticales 6A de ce caisson 6.
Le caisson 6 est renforcé sur la face de sortie 6C de barreaux 11 solidaires des parois inclinées 6B et parallèles aux parois verticales 6A.
Une structure 12 de volets perpendiculaires aux parois inclinées 6B est disposée dans le caisson 6. Cette structure 12 est constituée de volets 12A, 12B parallèles et solidaires par l'intermédiaire de profilés plats 12C, 12D sur lesquels sont reliés les volets.
Chacun des volets 12A, 12B est pivotant sur deux articulations 20A et 20B pivotantes agencées sur les secondes parois 6B du caisson 6 grâce à un agencement d'actionnement selon respectivement un axe 13 perpendiculaire à l'axe de rotation 7 et coupant celui-ci.
Cet agencement d'actionnement est relié à un volet, avantageusement le volet central 12A et est constitué d'une chape 14 articulée sur le volet 12A selon un axe perpendiculaire à ce volet 12A et montée rotative autour de son axe longitudinal sur une pièce 14A articulée sur un arbre d'actionnement 15 horizontal coulissant selon son axe longitudinal et supporté par des bagues de guidage 18 maintenu par des goussets 19 sur la structure support 8. Plus précisément, la pièce 14A est un profilé plat pourvu d'une lumière oblongue 16 recevant un tenon 17 traversant l'arbre 15 comme représenté sur la figure 4.
Il est ainsi possible de régler l'orientation verticale du flux d'air secondaire par manoeuvre de la tringle 9 en la poussant ou en la tirant et de régler son orientation horizontale par coulissement de l'arbre d'actionnement 15. Ces deux réglages peuvent être effectués simultanément ce qui permet une orientation dans toutes les directions. De plus, l'agencement d'orientation horizontale peut être installé sur une busette existante à orientation verticale.

Claims (5)

  1. Busette de soufflage d'air secondaire dans un foyer de combustion comportant un caisson (6) de section rectangulaire constitué de quatre parois en vis à vis deux à deux dites premières parois (6A) et secondes parois (6B) et pouvant être tourné au moyen d'un organe de commande selon un axe dit axe de rotation (7) traversant lesdites premières parois (6A), le caisson étant ouvert sur deux faces opposées (6C, 6D), l'une étant la face d'entrée (6D) de l'air et l'autre la face de sortie (6C) de cet air dans le foyer, caractérisée en ce qu'une structure (12) de volets perpendiculaires aux secondes parois (6B) est disposée dans le caisson (6), chacun des volets (12A, 12B) pouvant être tourné grâce à un agencement d'actionnement selon respectivement un axe (13) perpendiculaire à l'axe de rotation (7) et coupant celui-ci.
  2. Busette selon la revendication 1, caractérisée en ce que lesdits volets (12A, 12B) sont parallèles et solidaires.
  3. Busette selon la revendication 2, caractérisée en ce que ledit agencement d'actionnement est relié à un volet (12A) et est constitué d'une chape (13) articulée sur le volet (12A) selon un axe perpendiculaire à ce volet et montée rotative autour de son axe longitudinal sur une pièce (14) articulée sur un arbre d'actionnement (15) coulissant selon son axe longitudinal et parallèle aux secondes parois (12B).
  4. Busette selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que le caisson (6) est constitué de tôle ondulée.
  5. Busette selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que le caisson (6) est renforcé sur la face de sortie (6C) de barreaux (11) solidaires des secondes parois (6B) et parallèles aux premières parois (6A).
EP97401781A 1996-07-31 1997-07-24 Busette de soufflage d'air secondaire dans un foyer de combustion Expired - Lifetime EP0822375B1 (fr)

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