FR2468836A1 - Pulverised fuel combustion furnace - has air pre-heater and feed chute with blower to convey heated air and fuel to furnace - Google Patents

Pulverised fuel combustion furnace - has air pre-heater and feed chute with blower to convey heated air and fuel to furnace Download PDF

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FR2468836A1 FR7927398A FR7927398A FR2468836A1 FR 2468836 A1 FR2468836 A1 FR 2468836A1 FR 7927398 A FR7927398 A FR 7927398A FR 7927398 A FR7927398 A FR 7927398A FR 2468836 A1 FR2468836 A1 FR 2468836A1
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Inventor
Jean-Claude Pillard
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Entreprise Generale de Chauffage Industriel Pillard SA
Original Assignee
Entreprise Generale de Chauffage Industriel Pillard SA
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    • F23CMETHODS OR APPARATUS FOR COMBUSTION USING FLUID FUEL OR SOLID FUEL SUSPENDED IN  A CARRIER GAS OR AIR 
    • F23C3/00Combustion apparatus characterised by the shape of the combustion chamber
    • F23C3/006Combustion apparatus characterised by the shape of the combustion chamber the chamber being arranged for cyclonic combustion
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
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    • F23G5/32Incineration of waste; Incinerator constructions; Details, accessories or control therefor the waste being subjected to a whirling movement, e.g. cyclonic incinerators

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Abstract

The furnace consists of a cylindrical combustion chamber, mounted horizontally. The chamber connects with an ash container (2) located below the cylinder. The ends of the cylinder are closed, and a smaller cylinder (3) is fitted inside the first. This cylinder is opened at one end (17). Fuel is supplied from a side chute into the furnace through an opening (9), mixed with pre heated air. Circulating air is admitted through the opening (12). The furnace is lined with refractory material (5), and air is supplied from a separate blower.

Description

La présente invention a pour objet des procédés et des appareils pour brûler des combustibles solides à l'état divisé et de faible granulométrie. The present invention relates to methods and apparatuses for burning solid fuels in the divided state and of small particle size.

Le secteur technique de l'invention est celui de la construction des appareils de combustion du type foyers-cyclone ou chambres de combustion à axe horizontal. The technical sector of the invention is that of the construction of combustion appliances of the hearth-cyclone type or combustion chambers with a horizontal axis.

L'expression combustibles solides divisés désigne toute matière combustible solide broyée ou hachée ayant une granulométrie faible ou moyenne, dont la taille des particules n'est'ni trop importante, ni trop fine, par exemple des déchets végétaux du type paille hachée, balles de céréales, coques de café ou d'arachides, feuilles et copeaux de cannes ou de roseaux, marc et pépins de résin, ordures ménagères broyées, houille ou charbon végétal broyé mais non pulvérisé, eopeaux ou sciure de bois etc..., cette énu mération n'étant pas limitative. The expression divided solid fuels designates any ground or chopped solid combustible material having a small or medium particle size, the particle size of which is neither too large nor too fine, for example vegetable waste of the type chopped straw, bales of cereals, coffee or peanut shells, leaves and shavings of canes or reeds, marc and resin seeds, crushed household waste, coal or ground charcoal, crushed but not pulverized, chippings or sawdust, etc. meration not being limiting.

On connaît déjà des chambres de combustion cylindriques,àaxe horizontal ou sensiblement horizontal,dans lesquelles les gaz se déplacent hélicoidalement d'un mouvement cyclonique. Ces chambres de combusion sont appelées également foyers-cyclone. Are already known cylindrical combustion chambers, with a horizontal or substantially horizontal axis, in which the gases move helically with a cyclonic movement. These combustion chambers are also called cyclone hearths.

La technique des foyers-cyclone à axe horizontal a été largement utilisée dans différentes applications, par exemple comme chambre de combustion sur des chaudières à tubes à eau, à parois en tubes et/ou en matériaux réfractaires, destinées à la combustion du charbon pulvérisé ou de certains combustibles végétaux ou à la combustion mixte de charbon pulvérisé et de combustibles liquides ou gazeux. The technique of cyclone hearths with horizontal axis has been widely used in different applications, for example as a combustion chamber on boilers with water tubes, with walls in tubes and / or in refractory materials, intended for the combustion of pulverized coal or certain vegetable fuels or the mixed combustion of pulverized coal and liquid or gaseous fuels.

L'objectif de la présente invention est de procurer divers perfectionnements des appareils de combustion comportant une chambre de combustion cyclonique,à axe horizontal ou sensiblement horizontal, notamment des améliorations des circuits d'air de combustion, de combustible et de cendres afin de rendre cette technique plus compétitive et plus fiable et permettant d'en élargir le domaine d'emploi à de nombreux combustibles divisés et d'élargir également les applications possibles de ce type d'appareils. The objective of the present invention is to provide various improvements to combustion devices comprising a cyclonic combustion chamber, with a horizontal or substantially horizontal axis, in particular improvements in the combustion air, fuel and ash circuits in order to make this a more competitive and reliable technique which makes it possible to widen the field of use thereof to many divided fuels and also to widen the possible applications of this type of apparatus.

Les objectifs de l'invention sont atteints au moyen d'un procédé pour brûler des combustibles solides divisés, de faible granulométrie, dans une chambre de combustion cylindrique à axe sensiblement horizontal, lequel procédé comporte les étapes suivantes
- on préchauffe de l'air de combustion en le faisant circuler dans un espace annulaire qui entoure ladite chambre de combustion;
- on entraîne lesdits combustibles solides par l'air préchauffé;
- et on injecte tangentiellement à grande vitesse au voisinage d'une extrémité de ladite chambre de combustion lesdits combustibles solides......
The objectives of the invention are achieved by means of a method for burning divided solid fuels, of small particle size, in a cylindrical combustion chamber with a substantially horizontal axis, which method comprises the following steps
- Combustion air is preheated by circulating it in an annular space which surrounds said combustion chamber;
- Said solid fuels are entrained by preheated air;
- And injected tangentially at high speed near one end of said combustion chamber said solid fuels ......

mélangés à l'air de combustion préchauffé.mixed with preheated combustion air.

Selon un procédé préférentiel, l'air de combustion préchauffé est injecté dans une tuyère convergente-divergente qui est prolongée par un conduit qui débouche tangentiellement dans ladite chambre de combustion et on introduit lesdits combustibles solides divisés dans le col de ladite tuyère où règne une pression voisine de la pression atmosphérique. According to a preferred method, the preheated combustion air is injected into a converging-diverging nozzle which is extended by a conduit which opens tangentially into said combustion chamber and said divided solid fuels are introduced into the neck of said nozzle where a pressure prevails. close to atmospheric pressure.

Un appareil selon l'invention pour brûler des combustibles solides divisés et de faible granulométrie comporte, en combinaison
- une chambre de combustion cylindrique,à axe sensiblement horizontal, comportant deux parois cylindriques coaxiales qui délimitent entre elles un espace annulaire qui communique à ses deux extrémités avant un espace libre intermédiaire entre des flasques d'extrémité;
- un ventilateur qui fait circuler de l'air de combustion à travers lesdits espaces, de sorte que cet air est-préchauffé et refroidit les parois de la chambre de combustion;
- une tuyère convergente-divergente à travers laquelle circule l'air de combustion préchauffé, laquelle tuyère est prolongée par un conduit qui débouche tangentiellement dans la chambre de combustion;
- et un dispositif de chargement du combustible solide situé audessus de ladite tuyère et raccordé au col de celle-ci.
An apparatus according to the invention for burning divided solid fuels of small particle size comprises, in combination
- A cylindrical combustion chamber, with a substantially horizontal axis, comprising two coaxial cylindrical walls which delimit between them an annular space which communicates at its two ends before a free space intermediate between end flanges;
- a fan which circulates combustion air through said spaces, so that this air is preheated and cools the walls of the combustion chamber;
- A convergent-divergent nozzle through which circulates the preheated combustion air, which nozzle is extended by a conduit which opens tangentially into the combustion chamber;
- And a device for loading solid fuel located above said nozzle and connected to the neck thereof.

Selon un mode de réalisation préférentiel, la paroi interne de la chambre de combustion est en tôle d'acier et comporte une garniture interne composée de plusieurs rangées de plaques de carbure de silicium, chaque rangée étant composée de plusieurs plaques cintrées, en forme de secteurs circulaires, qui sont juxtaposées et assemblées bout à bout. According to a preferred embodiment, the internal wall of the combustion chamber is made of sheet steel and has an internal lining composed of several rows of silicon carbide plates, each row being composed of several curved plates, in the form of sectors. circular, which are juxtaposed and assembled end to end.

De préférence, une ou plusieurs couches d'un produit isolant thermique,résistant à des température élevées,est intercalé entre lesdites garnitures et la paroi interne pour permettre la libre dilatation des pièces de ladite garniture. Preferably, one or more layers of a thermal insulating product, resistant to high temperatures, is interposed between said linings and the internal wall to allow the free expansion of the parts of said lining.

Un appareil selon l'invention comporte, en outre, un receptacle de cendres disposé au-dessous d'une ouverture qui s'étend sur une partie de la génératrice inférieure de ladite chambre de combustion, lequel réceptacle comporte des moyens d'extraction des cendres et ladite garniture en carbure de silicium comporte des découpes dans la partie située au-dessus de ladite ouverture. An apparatus according to the invention further comprises an ash receptacle disposed below an opening which extends over a part of the lower generator of said combustion chamber, which receptacle comprises means for extracting the ash and said silicon carbide packing has cutouts in the part located above said opening.

L'invention a pour résultat des appareils perfectionnés destinés à brûler des combustibles solides à l'état divisé avec une granulométrie faible, mais supérieure à la granulométrie des matières pulvérisées qui peuvent être fluidisées.  The invention results in improved apparatuses for burning solid fuels in the divided state with a small particle size, but greater than the particle size of the pulverized materials which can be fluidized.

Un avantage des appareils selon l'invention est qu'ils permettent d'utiliser comme combustibles toutes sortes de déchets végétaux,minéraux ou industriels après les avoir broyés ou hachés pour les diviser en fragments de taille relativement faible, par exemple de l'ordre de quelques millimètres à quelques centimètres. An advantage of the devices according to the invention is that they make it possible to use as fuels all kinds of plant, mineral or industrial waste after having crushed or chopped them to divide them into fragments of relatively small size, for example of the order of a few millimeters to a few centimeters.

Le fait que l'air de combustion est préchauffé en le faisant circuler autour de la chambre de combustion présente plusieurs avantages. The fact that the combustion air is preheated by circulating it around the combustion chamber has several advantages.

D'abord on récupère une partie des calories qui seraient perdues vers l'ex- térieur du foyer, ensuite, on refroidit les parois du foyer, ce qui évite des détériorations des garnitures de revêtement intérieur de la chambre de combustion. Enfin l'air de combustion qui se mélange au combustible étant déjà préchauffé,. on obtient dans la flamme uné température plus élevée qui facilite la combustion dans un même appareil de différents combustibles ayant un pouvoir calorifique et une teneur en eau pouvant varier beaucoup d'un combustible à un autre.La combustion cyclonique à haute température qui est réalisée dans un appareil selon l'invention prolonge le temps de séjour des particules dans la chambre de combustion, de telle sorte que la quantité d'imbrûlés contenus dans les cendres et dans les gaz sortant du foyer est faible.First, part of the calories that would be lost to the outside of the hearth are recovered, then the walls of the hearth are cooled, which prevents damage to the lining linings of the combustion chamber. Finally, the combustion air which mixes with the fuel is already preheated. a higher temperature is obtained in the flame which facilitates the combustion in the same appliance of different fuels having a calorific value and a water content which can vary greatly from one fuel to another. The high temperature cyclonic combustion which is carried out in an apparatus according to the invention extends the residence time of the particles in the combustion chamber, so that the quantity of unburnt substances contained in the ashes and in the gases leaving the hearth is low.

Les plaques en carbure de silicium qui garnissent les parois cylindriques de la chambre de combustion résistent bien à l'usure par abrasion due aux particules solides abrasives et enflammées qui sont projetées contre cette paroi par suite du déplacement hélicoïdal des gaz chauds. Du fait que ces garnitures sont composées de plaques cintrées juxtaposées, il est facile de remplacer une ou plusieurs d'entre elles cas de détérioration sans avoir à refaire tout le revêtement. The silicon carbide plates which line the cylindrical walls of the combustion chamber are resistant to abrasion wear due to the abrasive and inflamed solid particles which are projected against this wall as a result of the helical displacement of the hot gases. Because these linings are made up of curved juxtaposed plates, it is easy to replace one or more of them in the event of deterioration without having to redo the entire coating.

Le passage de l'air préchauffé à travers une tuyère convergentedivergente permet d'assurer l'entraînement du combustible solide par la dépression due au passage de l'air et d'obtenir un mélange d'air et de combustible solide dans des proportions qui restent sensiblement constantes du fait que la quantité de combustible solide entraînée varie dans le même sens que le débit d'air. The passage of preheated air through a diverging convergent nozzle ensures the entrainment of solid fuel by the depression due to the passage of air and to obtain a mixture of air and solid fuel in proportions which remain substantially constant in that the quantity of solid fuel entrained varies in the same direction as the air flow.

Bien entendu, une chambre de combustion selon l'invention peut être connecte sur un générateur thermique ou sur un appareil utilisateur quelconque, par exemple sur un four, un séchoir, une étuve, une chaudière, un échangeur etc..., au moyen de pièces de raccordement adaptées à chaque cas particulier, pièces qui peuvent être séparées de la chambre de combustion ou faire partie intégrante de celle-ci. Of course, a combustion chamber according to the invention can be connected to a heat generator or to any user device, for example on an oven, a dryer, an oven, a boiler, an exchanger, etc., by means of connecting parts adapted to each particular case, parts which can be separated from the combustion chamber or form an integral part thereof.

La description suivante se réfère aux dessins annexés qui représentent, sans aucun caractère limitatif, des exemples de réalisation d'appareils selon l'invention.  The following description refers to the appended drawings which represent, without any limiting character, exemplary embodiments of apparatus according to the invention.

La figure i est une coupe axiale d'un appareil. Figure i is an axial section of an apparatus.

La figure 2 est une demi-coupe transversale de la figure i selon II-II. Figure 2 is a half cross section of Figure i along II-II.

La figure 3 représente un schéma de fonctionnement d'un appareil selon les figures 1 et 2. FIG. 3 represents a diagram of the operation of an apparatus according to FIGS. 1 and 2.

La figure 4 représente une variante de fonctionnement d'un appareil selon les figures I et 2. FIG. 4 represents an alternative operating mode of an apparatus according to FIGS. I and 2.

Les figures I et 2 représentent un appareil de combustion destiné à brûler des combustibles solides à l'état divisé. Cet appareil comporte une chambre de combustion cylindrique ayant un axe horizontal x xl. Bien entendu, le mot horizontal doit être compris comme désignant une ligne horizontale ou sensiblement horizontale, car dans certaines applications, il est avantageux d'incliner légèrement l'axe x xl pour faciliter par exemple l'évacuation des cendres. Figures I and 2 show a combustion apparatus for burning solid fuels in the divided state. This appliance comprises a cylindrical combustion chamber having a horizontal axis x xl. Of course, the word horizontal must be understood as designating a horizontal or substantially horizontal line, because in certain applications, it is advantageous to tilt the axis x xl slightly to facilitate, for example, the removal of the ashes.

La chambre de combustion comporte un cylindre 1, en tôle,qui comporte à sa partie inférieure, une ouverture 2a qui communique avec un réceptacle 2 de forme quelconque qui est situé au-dessous de l'ouverture 2a et qui est destiné à recueillir les cendres et autres déchets solides de la combustion. The combustion chamber comprises a cylinder 1, made of sheet metal, which has at its lower part, an opening 2a which communicates with a receptacle 2 of any shape which is located below the opening 2a and which is intended to collect the ashes and other solid combustion wastes.

Les deux extrémités axiales du cylindre 1 sont fermées par des parois latérales ou flasques IA et IB perpendiculaires à l'axe x xl. La chambre de combustion comporte un deuxième cylindre en tôle 3, coaxial au cylindre 1 et situé à l'intérieur de celui-ci avec lequel il délimite un espace annulaire 15 et les deux extrémités axiales du cylindre 3 sont obturées par des parois latérales 3A et 3B qui délimitent respectivement avec les parois latérales IA et lB des espaces intermédiaires 16A et 16B. The two axial ends of the cylinder 1 are closed by side walls or flanges IA and IB perpendicular to the axis x xl. The combustion chamber comprises a second sheet metal cylinder 3, coaxial with the cylinder 1 and situated inside the latter with which it delimits an annular space 15 and the two axial ends of the cylinder 3 are closed by side walls 3A and 3B which respectively define with the side walls IA and IB intermediate spaces 16A and 16B.

La paroi latérale 3a est percée d'un orifice 17, de préférence axial, qui communique avec un conduit cylindrique 18, par lequel les gaz chauds quittent la chambre de combustion. Le cylindre 18 traverse la paroi 1A et est raccordé sur un appareil utilisateur--de calories, par exemple un séchoir, un four, un générateur de fluide caloporteur, un échangeur etc.... L'intérieur du cylindre 3 et des parois latérales 3A et 3B sont revêtus de matériaux réfractaires et/ou isolants thermiques.The side wall 3a is pierced with an orifice 17, preferably axial, which communicates with a cylindrical conduit 18, through which the hot gases leave the combustion chamber. The cylinder 18 passes through the wall 1A and is connected to a user device - for calories, for example a dryer, an oven, a generator of heat transfer fluid, an exchanger, etc. The interior of the cylinder 3 and of the side walls 3A and 3B are coated with refractory and / or thermal insulating materials.

La paroi cylindrique 3 est revêtue intérieurement de n rangées, par exemple quatre rangées dans le cas de la figure, de garnitures 4 en carbure de silicium. Chaque rangée est formée de plusieurs tronçons ayant la forme de plaques cintrées suivant des secteurs circulaires, dont le nombre dépend du diamètre, qui sont juxtaposées pour recouvrir toute la périphérie et qui sont assemblées entre elles lors du montage, par exemple par des assemblages à tenons et mortaises ou tout autre moyen d'assemblage équivalent.  The cylindrical wall 3 is coated internally with n rows, for example four rows in the case of the figure, of linings 4 of silicon carbide. Each row is formed by several sections in the form of curved plates according to circular sectors, the number of which depends on the diameter, which are juxtaposed to cover the entire periphery and which are assembled together during assembly, for example by stud assemblies. and mortises or any other equivalent means of assembly.

Entre la garniture 4 et la paroi en tôle 3, on intercale une ou plusieurs couches d'une matière 5 souple et isolante de très haute qualité destinéeà permettre la libre dilatation des plaques cintrées 4 et à réduire les pertes de calories vers l'extérieur du foyer. Between the lining 4 and the sheet metal wall 3, one or more layers of a flexible and insulating material 5 of very high quality are inserted intended to allow the free expansion of the curved plates 4 and to reduce the loss of calories to the outside of the foyer.

La matiere 5 peut être par exemple, du carton isolant thermique ou tout autre matière équivalente, de haute qualité, résistant à des températures élevées. The material 5 can be, for example, thermal insulating cardboard or any other equivalent material, of high quality, resistant to high temperatures.

Les parois verticales 3A et 3B ainsi que les parois du conduit cylindrique 18 et les parois du réceptacle 2 sont revêtues intérieurement d'une garniture réfractaire 19, par exemple de pièces de forme, cuites ou non, en béton réfractaire ou en céramique ou en matière souple isolante, en une ou plusieurs couches. The vertical walls 3A and 3B as well as the walls of the cylindrical duct 18 and the walls of the receptacle 2 are coated internally with a refractory lining 19, for example of shaped parts, whether or not baked, in refractory concrete or in ceramic or in material flexible insulating, in one or more layers.

Les garnitures 4 situées au-dessus de l'ouverture 2a comportent des ouvertures 4a. Ces ouvertures sont découpées par exemple à la jonction entre deux rangées de garnitures et symétriquement de part et d'autre de cette jonction, chaque ouverture est composée par exemple de deux demi carrés, de deux demi losanges ou de deux demi cercles qui s'assemblent bout à bout pour former une ouverture carrée, losangique ou circulaire. The linings 4 located above the opening 2a have openings 4a. These openings are cut for example at the junction between two rows of fittings and symmetrically on either side of this junction, each opening is composed for example of two half squares, two half diamonds or two half circles which come together end to end to form a square, diamond-shaped or circular opening.

Le revêtement 19 du conduit cylindrique 18 comporte, de préférence, des découpes inclinées 20 en forme de fente. The covering 19 of the cylindrical conduit 18 preferably comprises inclined cutouts 20 in the form of a slot.

La paroi d' extrémité Al est fixée sur des brides 6 qui rendent l'appareil démontable. Des trous d'homme 7 et 8 permettent d'accéder à l'intérieur de la chambre de combustion et du réceptacle 2. The end wall A1 is fixed on flanges 6 which make the device removable. Manholes 7 and 8 provide access to the interior of the combustion chamber and the receptacle 2.

Un orifice 9 est découpé à travers les deux parois cylindriques I et 3 et à travers la garniture 4 pour le passage d'un conduit 9a, ayant une section de forme quelconque, par exemple rectangulaire, qui est raccordé sur une tuyère convergente-divergente 10 visible sur la figure 2. La tuyère 10 comporte une ouverture 10a, sur laquelle est connectée une arrivée d'air préchauffé, comme on l'expliquera ci-après. Au-dessus de la tuyère 10 est disposé un dispositif de chargement du combustible solide divisé. Le dispositif de chargement peut comporter par exemple une trémie 14 et un sas rotatif 14a dont la sortie est connectée sur la tuyère.Le dispositif de chargement peut reconstitué selon d'autres variantes équivalentes par exemple d'une vis sans fin, d'une sole distributrice, ou d'une simple goulotte dans laquelle tombe le combustible divisé. An orifice 9 is cut through the two cylindrical walls I and 3 and through the lining 4 for the passage of a conduit 9a, having a section of any shape, for example rectangular, which is connected to a converging-diverging nozzle 10 visible in Figure 2. The nozzle 10 has an opening 10a, to which is connected a supply of preheated air, as will be explained below. Above the nozzle 10 is arranged a device for loading the solid fuel divided. The loading device can comprise, for example, a hopper 14 and a rotary airlock 14a, the outlet of which is connected to the nozzle. The loading device can be reconstituted according to other equivalent variants, for example of an endless screw, of a sole dispenser, or a simple chute into which the divided fuel falls.

La tuyère 10 comporte une partie convergente en amont de l'arrivee du combustible solide et une partie divergente en aval, de telle sorte que le produit combustible tombe dans la partie intermédiaire entre le convergent et le divergent, là où règne une pression plus faible, voisine de la pression atmosphérique. Cette pression peut être légèrement supérieure à la pression atmosphérique dans certains cas. Elle est inférieure à la pression atsmophérique dans tous les cas où la nature ou la granulométrie du combustible solide ne permet pas d'utiliser un sas d'isolement 14a, tel qu'un sas tournant ou une vis sans fin. The nozzle 10 comprises a converging part upstream of the arrival of the solid fuel and a diverging part downstream, so that the combustible product falls in the intermediate part between the converging and the diverging, where a lower pressure prevails, close to atmospheric pressure. This pressure may be slightly higher than atmospheric pressure in some cases. It is lower than the atmospheric pressure in all cases where the nature or the particle size of the solid fuel does not allow the use of an isolation lock 14a, such as a rotary lock or a worm.

Le conduit 9a débouche tangentiellement dans la chambre de combustion au voisinage de l'extrémité opposée au conduit de sortie 18, de telle sorte que les gaz et fumées progressent à l'intérieur de la chambre de combustion suivant un trajet hélicoidal. The duct 9a opens tangentially into the combustion chamber in the vicinity of the end opposite to the outlet duct 18, so that the gases and fumes progress inside the combustion chamber along a helical path.

Un deuxième passage est découpé à travers les parois cylindriques I et 3 et à travers les garnitures 4 à proximité de l'orifice 9 pour le passage d'un brûleur auxiliaire il. Le brûleur 11 est alimenté en combustible liquide ou gazeux et sert à préchauffer la chambre de combustion au moment de l'allumage. A second passage is cut through the cylindrical walls I and 3 and through the linings 4 near the orifice 9 for the passage of an auxiliary burner there. The burner 11 is supplied with liquid or gaseous fuel and is used to preheat the combustion chamber at the time of ignition.

L'espace libre 16A situé entre les fonds 1A et 3A communique avec un conduit d'entrée d'air 12. De même, l'espace libre 16B intermédiaire entre les fonds 1B et 3B communique avec un conduit de sortie d'air 13. Ces conduits 12 et 13 peuvent être situés en n importe quel point des volumes 16A et 16B. Les volumes 16A et 16B communiquent respectivement avec les deux extrémités axiales de l'espace annulaire 15. The free space 16A located between the bottoms 1A and 3A communicates with an air inlet duct 12. Likewise, the free space 16B intermediate between the bottoms 1B and 3B communicates with an air outlet duct 13. These conduits 12 and 13 can be located at any point of the volumes 16A and 16B. The volumes 16A and 16B communicate respectively with the two axial ends of the annular space 15.

La figure 3 représente un premier exemple de réalisation des raccordements du circuit de préchauffage de l'air de combustion. FIG. 3 represents a first example of embodiment of the connections of the combustion air preheating circuit.

Le refoulement d'un ventilateur 21, qui aspire à l'extérieur de l'air de combustion, est connecté sur le conduit 12. L'air de combustion se répartit dans le volume 16A, circule dans l'espace annulaire 15 où il est préchauffé, tout en refroidissant les parois de la chambre de combustion. il est ensuite collecté dans l'espace 16B et sort par le conduit 13 qui est connecté à l'entrée 10a de la tuyère 10. The discharge of a fan 21, which draws in outside combustion air, is connected to the duct 12. The combustion air is distributed in the volume 16A, circulates in the annular space 15 where it is preheated, while cooling the walls of the combustion chamber. it is then collected in the space 16B and leaves via the conduit 13 which is connected to the inlet 10a of the nozzle 10.

Un branchement en dérivation éventuel, représenté en pointillés sur la figure 3, alimente en air de combustion préchauffé le brûleur auxiliaire 11. A possible branch connection, shown in dotted lines in FIG. 3, supplies preheated combustion air to the auxiliary burner 11.

La figure 4 représente une variante de réalisation dans laquelle le ventilateur 21 est placé entre le conduit 13 et l'entrée 10a de la tuyère 10. Dans cette variante, l'aspiration du ventilateur est connectée sur le conduit 13 et aspire de l'air de combustion à travers l'orifice 12 et les volumes 16A, 15 et 16B. FIG. 4 represents an alternative embodiment in which the fan 21 is placed between the duct 13 and the inlet 10a of the nozzle 10. In this variant, the suction of the fan is connected to the duct 13 and sucks in air combustion through orifice 12 and volumes 16A, 15 and 16B.

Les figures 3 et 4 sont des schémas simplifiés sur lesquels on n'a pas représenté tous les accessoires connus tels que registres ou volets de réglage du débit d'air, appareils de mesure des débits, températures et pressions, vannes et autres organes de sectionnement etc..., qui peuvent être disposés de façon quelconque et bien connue sur les deux variantes de circuits représentées sur les figures 3 et 4, variantes qui se différencient l'une de l'autre uniquement par l'emplacement du ventilateur 21. Figures 3 and 4 are simplified diagrams on which we have not shown all known accessories such as registers or flaps for adjusting the air flow, flow rate measuring devices, temperatures and pressures, valves and other sectioning devices etc ..., which can be arranged in any way and well known on the two variants of circuits shown in FIGS. 3 and 4, variants which differ from one another only by the location of the fan 21.

L'appareil représenté sur les figures 1 et 2 peut être posé sur des pieds ou sur un bâti ou être suspendu. The device shown in Figures 1 and 2 can be placed on legs or on a frame or be suspended.

Le fonctionnement est le suivant. The operation is as follows.

A l'allumage, on met en route le brûleur auxiliaire 11 pour prE- chauffer la chambre de combustion. L'air de combustion qui circule dans l'espace annulaire 15 est préchauffé. il traverse la tuyère 10 et provoque l'entraînement du combustible solide qui pénètre à grande vitesse et tangentiellement dans la chambre de combustion en étant mélangé à de l'air préchauffé. La combustion du combustible solide démarre et s'effectue de fa çon cyclonique à très haute température. L'effet cyclonique prolonge le temps de séjour des particules solides dans la chambre de combustion et permet d'obtenir une combustion complète de celles-ci. Upon ignition, the auxiliary burner 11 is started to pre-heat the combustion chamber. The combustion air which circulates in the annular space 15 is preheated. it passes through the nozzle 10 and causes the solid fuel to entrain which penetrates at high speed and tangentially into the combustion chamber while being mixed with preheated air. The combustion of solid fuel starts and takes place in a cyclonic fashion at very high temperature. The cyclonic effect prolongs the residence time of the solid particles in the combustion chamber and makes it possible to obtain a complete combustion of these.

Les garnitures 4 en carbure de silicium sont isolées de la paroi chaude 3 par la couche isolante 5. Ces garnitures peuvent être portées à une température élevée qui dépend du pouvoir calorifique et de la teneur en humidité du combustible solide et peut,dans certains cas, atteindre et dépasser 15000C. Les garnitures 4 résistent bien à de telles températures ainsi qu a l'abrasion et aux cendres. The linings 4 made of silicon carbide are isolated from the hot wall 3 by the insulating layer 5. These linings can be brought to a high temperature which depends on the calorific value and on the moisture content of the solid fuel and can, in certain cases, reach and exceed 15000C. The linings 4 are resistant to such temperatures as well as abrasion and ash.

Selon le réglage de l'appareil et en particulier l'excès d'air de combustion, on peut régler la température interne de fonctionnement. En fonction du type de combustible employé et de sa courbe de fusion de cendres, on s'efforcera de régler la température pour éviter les risques de dépôt de cendres, préjudiciables à la marche de l'appareil. En général, l'appareil fonctionnera pour que les cendres soient à l'état de laitier fondu et qu'elles coulent le long des garnitures 4. Dans certains cas où les cendres ne fondent qu'à très haute température, l'appareil pourra être réglé de façon que les cendres pulvérulentes restent sous forme solide et soient évacuées avec les fumées. Depending on the setting of the appliance and in particular the excess combustion air, the internal operating temperature can be adjusted. Depending on the type of fuel used and its ash melting curve, an effort will be made to adjust the temperature to avoid the risk of ash deposition, detrimental to the operation of the device. In general, the appliance will work so that the ash is in the state of molten slag and that it flows along the linings 4. In some cases where the ash melts only at very high temperature, the appliance can be adjusted so that the powdered ash remains in solid form and is evacuated with the smoke.

La fente inclinée 20 qui est prévue dans le revêtement réfractaire 19 du conduit 18 permet l'écoulement du laitier liquide qui pourrait se déposer dans le fond du conduit 18. Des cendres volantes incandescentes subsistent dans les gaz chauds qui sortent par le conduit 18. La température de ces cendres est comprise, selon les combustibles et les réglages, entre 12000C et 17000C. The inclined slot 20 which is provided in the refractory lining 19 of the conduit 18 allows the flow of liquid slag which could be deposited in the bottom of the conduit 18. Incandescent fly ash remain in the hot gases which exit through the conduit 18. The temperature of these ashes is between 12000C and 17000C, depending on the fuel and the settings.

On notera que le divergent de la tuyère 10 se situe dans un plan horizontal où il est réalisé par élargissement de la largeur de la tuyère. Cet élargissement n'apparaît pas sur la figure 2.  It will be noted that the diverging portion of the nozzle 10 is situated in a horizontal plane where it is produced by widening the width of the nozzle. This widening does not appear in Figure 2.

Bien entendu, sans sortir du cadre de l'invention , les divers éléments constitutifs de l'appareil qui vient d'être décrit à titre d'exemple, pourront être remplacés par des éléments équivalents remplissant les mêmes fonctions.  Of course, without departing from the scope of the invention, the various constituent elements of the apparatus which has just been described by way of example, may be replaced by equivalent elements fulfilling the same functions.

Claims (6)

REVENDICATIONS des mélangés à l'air de combustion préchauffé. mixed with preheated combustion air. extrémité de ladite chambre de combustion,lesdits combustibles soli end of said combustion chamber, said solid fuels - et on injecte tangentiellement,à grande vitesse, au voisinage d'une - And we inject tangentially, at high speed, in the vicinity of a - on entraîne lesdits combustibles solides par l'air préchauffé; - Said solid fuels are entrained by preheated air; espace annulaire qui entoure ladite chambre de combustion annular space which surrounds said combustion chamber - on préchauffe de l'air de combustion en le faisant circuler dans un - combustion air is preheated by circulating it in a horizontal, caractérisé en ce que horizontal, characterized in that lométrie, dans une chambre de combustion cylindrique à axe sensiblement lometry, in a cylindrical combustion chamber with substantially axis I - Procédé pour brûler des combustibles solides divisés, de faible granu I - Process for burning divided solid fuels, of small grain 2 - Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'air de com2 - Method according to claim 1, characterized in that the com air bustion préchauffé est injecté dans une tuyère convergente-divergente preheated bustion is injected into a convergent-divergent nozzle qui est prolongée par un conduit qui débouche tangentiellement dans la which is extended by a conduit which opens tangentially into the dite chambre de combustion et on introduit lesdits combustibles solides said combustion chamber and said solid fuels are introduced divisés dans le col de ladite tuyère où règne une pression voisine de divided in the neck of said nozzle where there is a pressure close to la pression atmosphérique. atmospheric pressure. 3 - Appareil pour brûler des combustibles solides divisés, de faible granulo3 - Apparatus for burning divided solid fuels, of small granulo métrie, caractérisé en ce qu'il comporte, en combinaison metrics, characterized in that it comprises, in combination - une chambre de combustion cylindrique à axe sensiblement horizontal - a cylindrical combustion chamber with a substantially horizontal axis comportant deux parois cylindriques coaxiales (1, 3) qui délimitent comprising two coaxial cylindrical walls (1, 3) which delimit entre elles un espace annulaire (15) qui communique à ses deux extré between them an annular space (15) which communicates at its two ends mités avant un espace libre (16A, 16B) intermédiaire entre des flasques mites before a free space (16A, 16B) intermediate between flanges d'extrémité (1A, 3A et 1B, 3B); end (1A, 3A and 1B, 3B); - un ventilateur (21) qui fait circuler de l'air de combustion à travers - a fan (21) which circulates combustion air through lesdits espaces (16A, 15 et 16B), de sorte que cet air est préchauffé said spaces (16A, 15 and 16B), so that this air is preheated et refroidit les parois de la chambre de combustion;; and cools the walls of the combustion chamber; - une tuyère convergente-divergente (10) à travers laquelle circule l'air - a converging-diverging nozzle (10) through which the air circulates de combustion préchauffé, laquelle tuyère est prolongée par un conduit of preheated combustion, which nozzle is extended by a duct (9a) qui débouche tangentiellement dans la chambre de combustion; (9a) which opens tangentially into the combustion chamber; - et un dispositif (14) de chargement de combustible solide situé au - And a device (14) for loading solid fuel located at dessus de ladite tuyère et raccordé au col de celle-ci. above said nozzle and connected to the neck thereof. 4 - Appareil selon la revendication 3, caractérisé en ce que la paroi in4 - Apparatus according to claim 3, characterized in that the wall in terne (3) de la chambre de combustion est en tôle d'acier et comporte dull (3) combustion chamber is made of sheet steel and has une garniture interne 4 composée de plusieurs rangées de plaques de an internal lining 4 composed of several rows of plates of carbure de silicium, chaque rangée étant composée de plusieurs plaques silicon carbide, each row being composed of several plates cintrées, en forme de secteurs circulaires, qui sont juxtaposées et curved, in the form of circular sectors, which are juxtaposed and assemblées bout à bout. assembled end to end. 5 - Appareil selon la revendication 4, caractérisé en ce qu'une ou plusieurs5 - Apparatus according to claim 4, characterized in that one or more couches (5) d'un produit isolant thermique résistant à des températures  layers (5) of a thermal insulating product resistant to temperatures élevées est intercalé entre lesdites garnitures (4) et la paroi interne high is interposed between said linings (4) and the inner wall (3) pour permettre la libre dilatation des pièces de ladite garniture. (3) to allow free expansion of the parts of said lining. 6 - Appareil selon l'une quelconque des revendications 4 et 5, caractérisé6 - Apparatus according to any one of claims 4 and 5, characterized en ce qu'il comporte un réceptacle de cendres (2) disposé au-dessous in that it has an ash receptacle (2) arranged below d'une ouverture (2a) qui s'étend sur une partie de la génératrice infé an opening (2a) which extends over part of the lower generator rieure de ladite chambre de combustion, lequel réceptacle comporte des of said combustion chamber, which receptacle includes moyens (8) d'extraction des cendres-et ladite garniture (4) en carbure means (8) for extracting the ashes and said carbide packing (4) de silicium comporte des découpes (4a) dans la partie située au-dessus of silicon has cutouts (4a) in the part located above de ladite ouverture (2a). of said opening (2a).
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