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BREVET D'INVENTION 'GENERATEUR DE VAPEUR AVEC CHAUFFAGE
AU POUSSIER DE CHARBON"
Aveo l'extension etles applications toujours croissantes du chauffage au poussier de charbon, les loyens pour conserver et augmenter l'économie de ce modèle chauf- t'age ont prix égaliment un grand développement et ent conduit parfois à des constructions d'un caractère singulier.
Les préoccupations se sont portées principalement sur les moyens permettant de conserver les chambrées de com- bustion et c'est ainsi que l'on peut constater tougours de nouveaux efforts tendant, en vue du but pour sivi, à amener à un niveau spécial la finesse de broyage, le séchage
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et les méthodes de. transport, sinsi qu'à perfectionner la disposition et l'exécution des brûleur,% et des mélangeurs.
Parmi les moyens nouveaus pour augmenter la rési= stance, c'est-à-dire la durée lune chambre de conbustion, on peut memtionner l'emplei de parois refroidies, par exemple au moyen d'eau de manière que celle-ci arrive à l'état réchauffé au. générateur et serve ainsi utilement à la production de vapeur, on au moyen d'air qui est alors amené à l' état réchauf fé au foyer; dans les deux cas, ce sont bien là des moyens qui paraissent avoir une importance au ]Point de vue de l'économie thermique, mais qui ne suffisent nullement à produire l'équi- libre thremo-économique et qui constituent donc toujours une surcharge inutile dans l'installation.
Comme on le sait, la grandeur des chambres de com bustion se règle jusqu'à présent d'après leur charge et d'après la nature du.combustible -a employer; on trouve ainsi parfois des installations dans lesquelles le massif de la chambre de combustion a des dimensions qui égalent presque celles de l'antre partie du générateur, et même souvent des dimensions dupérieures L'augmentation de la capacité de la chambre de combustion a aussi pour conséquence un éoartement déterminé de calle-ci de la partie à chauffer proprement dite du généra= leur;
la zone de la température maximum se trouve dans la chambre de combustion dans laquelle doit régner une tempéra= ture d'autant plus élevée que la chambre de combustion est plus grande, et que, par suite, le trajet de la flamme est plus grand d'un point considéré dans la chambre de combustion jusqu'à la partie à chauffer du générateur; il devient donc explicable que pour obtenir une résistance spéciale de la charnu bre de combustion. on doive recourir à des moyens comme ceux indiqués plus haut.
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Avec la grandeur de la chambre de combustion, les pertes par rayonnement augmentent évidemment aussi, et il est indiffèrent à sujet qu'une grande partie de la chaleur rayonnée soit récupérée ou non.
Le choix de la grandeur de la chambre de combustion était considéré en outre jusqu' à, présent comme un moyen pour lutter contre l'inconvénient des poussières qui est inhérent à la plupart des foyers au. poussier de charbon; accessoirement les. efforts mentionnés au début tendent à l'obtention d'une finesse de broyage déterminée.
La disposition inéconomique par elle-même des chambres de combustion de granoe capacité employées jusqu'à présent nécessite dans une certaine mesure les dispositifs les plus rationnels pour l'aménage, le mélange et le réglage du. combustible et de l'air comburant.
Tous ces inconvénients sont supprimés par le système qui fait l'object de la présente invention et que la fig. 1 du dessin annexé montre à titre d'exemple.
Il est à remarquer tout d'abord que ce système ne comporte pas une chambre de combustion spéciale dans la sens de la signification attachée jusqu'à présent à cette expression.
Le combustible est amené seulement par en tuyau unique a; il arrive à la vitesse voulue, o'est-à-diro que la quantité d'air nécessaire au transport du combustible (pousier de charbon) est augmentée dès le début de telle façon qu'une admission spéciale d'air secondaire est inutile; le brûleur reçoit donc une exécution extrêmement simple; il est situé au milieu entre deux corps de générateurs ou bien, comme le montre la Fig. 2, il est disposé centralement par
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exemple entre trois ou. encore un :plus grand nombre de corps ou enfin, comme le montre la Fig. 3, il se trouve au. centre d'une construction de générateur à base circulaire.
On n'a à tenir compte ni de la finesse de broyage ni du séchage spécial du poussier de charbon, car la pression pour le transport au. moyen de l'air peut être augmentée à colon? té, et.une vitesse de sortie du brûleur dans la capacité b, vitesse qui pourrait être oonsedérée comme trop grande, ne peut être qu'utile au. système, car le combustible vient frapper ainsi la poche à scories et à cendres désignée par c, de forme inclinée ou de toute autre forme favorable au rayon= nement de la chaleur.
Dans le cas par exemple ou. la marche est conduite pour donner des scories liquides, les particules grossières de combustible venant flotter sur les scories subissent une combustion complémentaire totale, tandis que les particules fines de combustible subissent déjà dans le trajet intermé= fiaire le processus-connu de la distillation et 4e la combu= stion complète. Tous dispositifs destinés, comme on le sait, à empêcher les scories de s'agglutiner an pelotes ou blocs, deviennent inutiles en raison du maintien à l'état liquide des secorise.
L'énergie inhéreente au jet du. mélange de combustib- le et d'air par suite de sa grande vitesse chaise aussi les- particules les plus fines dans la capacité b en sens contrai= re du tirage de la cheminée, et finalement, dans les généra= teurs à deux parties, il se produit une simple division de l'axe de flamme, tandis que dans les systèmes à plusieurs corps, il se produit un retroussement ou inversion de la flamme dirigée de plusieurs côtes.
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Dans oe trajet suivi par la flamme, les impuretés de la flamme qui doivent se déposer sont séparées de la maniè= re la plus simple, et cette séparation est encore secondée par le fait que le jet de flamme, avant d'invertir sa direction, vient d'abord en contact intime avec le bain de scories et ciue ce n'est que le jet de flamme inverti et ascendant, débar= rassé des cendres et des scories, qui arrive au génorateur.
Le tuyau a est, de préférence, déplaçable dans le sens de la hauteur, moyen qui permet de régies à volonté outre les vitesses de sortie du brûleur, la zone de la tempé= rature maximum.
Un autre avantage de ce mode de chauffage consiste dans l'effect connu de ces flammes à inversion, d'après lequel le mélange de combustible et d'air subit un réchauf- tage; le tube d'admission (le brûleur) est englobé pour ainsi dire dans cette zone de réchauffage, mais il reste protégé car, par suite du mélange frais d'air et de combu- stible arrivant constamment, il se produit de l'intérieur un refroidissement extrêmement efficace.
L-avantage principal de ce mode de chauffage consiste cependant dans le fait que la température est considérablement inférieure à oelle qui doit être entre= tenue dans les chambres de combustuion d'autres systèmes, et qu'elle ne peut donc pas attaquer les parois intérieures de la chambre de chauffage, qui wxistent encore dans le système à deux chaudières montré à titre d'exemple dans la fig. 1.
Dans le système à plusieurs chaudières, ces parois internes de la chambre de chauffage prennent des dimensions toujours plus réduites et, enfin, dans la chaudière cirou-- laire, elles disparaissent complètement.
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Grace à ces moyens, les pertes üar rayonnement et, dans une mesure égale, les frais d'entretien de tout le géné= râleur sont réduits à un minimum.
Les autres avantages oonsedérables que présente ce système en ce sens que l'on n'a plus à attacher au broyage et au séchage la môme importance que jusqu'à présent et enfin, que l'amende du combustible est rendue possible à l'aide de la quantité totale d'air nécessaire à la combustion compléte, apparaissent avec unee évidence telle qu'il est inutile d'y insister spécialement.
Il est bien entendu Que ce mode de chauffage peut être employé avec tout combustible voulu., so= lide, liquide ou. gazeux, et même avec des combustibles riches de haute qualité, l'inversion de la flamme exerce une influence absolutement favorable en raison du réchauffage, du brassage, et, par suite, de la combustion la plus rationelle, sans que l'amenée et l'introduction du combustible crée dans ces cas des complications spéciales, Far exemple, dans le cas de l'emploi de combustibles gazeux ou liquides, il suffit de les faire arriver séparément de l'air comburant et de les admet tre dans la chambre de chauffage au moyen de tubes brûleurs simplement emboîtés les uns dans les autres.
Dans le cas où l'on travaille alternativement ou. avec un mélange de gaz de haut-fourneau et de poussier de charbon par exemple, le brûleur doit recevoir une exécution répondant à ce but; l'entrée du. brûleur reste cependant invaria lement dans la position montrée au dessin..
Il convient de faire remarquer que l'emploi de la fla flamme à inversion est déjà connue dans l'industrie du chauf= fage. Dans le cas présent, on fait application de ce principe pour le chauffage des générateurs, et cela pour une intro-
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duotion et une conduite bien déterminées de la flamme et pour la séparation des scories et des cendres.
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PATENT OF INVENTION 'STEAM GENERATOR WITH HEATING
WITH COAL DUST "
With the extension and the ever-increasing applications of coal dust heating, the rents to conserve and increase the economy of this heating model have also cost a great development and have sometimes led to constructions of a singular character. .
The preoccupations were focused mainly on the means allowing to preserve the combustion chambers and it is thus that one can always note new efforts tending, in view of the goal for sivi, to bring to a special level the smoothness. grinding, drying
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and the methods of. transport, as well as perfecting the arrangement and execution of the burner,% and mixers.
Among the new means to increase the resistance, that is to say the duration of the combustion chamber, one can remember the example of cooled walls, for example by means of water so that the latter arrives at state warmed to. generator and thus serve usefully for the production of steam, or by means of air which is then brought to the heated state at the hearth; in both cases, these are indeed means which appear to be of importance from the point of view of thermal economy, but which are by no means sufficient to produce the thremo-economic equilibrium and which therefore always constitute an unnecessary overload. in the installation.
As we know, the size of the combustion chambers has hitherto been regulated according to their load and according to the nature of the fuel to be used; one thus sometimes finds installations in which the solid mass of the combustion chamber has dimensions which almost equal those of the other part of the generator, and often even dimensions of the outside. The increase in the capacity of the combustion chamber also has for consequence a determined éoacement of wedging the part to be heated proper of the general = them;
the zone of the maximum temperature is in the combustion chamber in which a temperature must prevail all the higher as the combustion chamber is larger, and that, consequently, the path of the flame is greater d a point considered in the combustion chamber up to the part to be heated of the generator; it therefore becomes explicable only to obtain a special resistance of the combustion flesh. we must resort to means such as those indicated above.
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With the size of the combustion chamber, the radiation losses obviously also increase, and it is irrelevant whether a large part of the radiated heat is recovered or not.
The choice of the size of the combustion chamber has been further considered heretofore as a means to combat the inconvenience of dust which is inherent in most fireplaces. coal dust; incidentally them. efforts mentioned at the beginning tend to obtain a determined fineness of grinding.
The ineconomic arrangement by itself of the large-capacity combustion chambers employed heretofore necessitates to a certain extent the most rational devices for the provision, the mixing and the regulation of the. fuel and combustion air.
All these drawbacks are eliminated by the system which forms the object of the present invention and which FIG. 1 of the accompanying drawing shows by way of example.
It should be noted first of all that this system does not include a special combustion chamber in the sense of the meaning attached until now to this expression.
The fuel is supplied only through a single pipe a; it arrives at the desired speed, that is, the quantity of air necessary for the transport of the fuel (charcoal dust) is increased from the start so that a special secondary air intake is unnecessary; the burner therefore receives an extremely simple execution; it is located in the middle between two generator bodies or else, as shown in FIG. 2, it is centrally arranged by
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example between three or. one more: greater number of bodies or finally, as shown in Fig. 3, it is located at. center of a circular-based generator construction.
Neither the fineness of the grinding nor the special drying of the coal dust has to be taken into account, since the pressure for conveying to. air can be increased to colon? tee, and.a burner output speed in capacity b, which speed could be considered too high, can only be useful for. system, because the fuel thus strikes the slag and ash pocket designated by c, of inclined shape or of any other shape favorable to the radius = ment of heat.
In the case for example or. the process is carried out to give liquid slag, the coarse fuel particles floating on the slag undergo a complete complementary combustion, while the fine fuel particles already undergo in the intermediate path the known process of distillation and 4th the combustion = complete stion. All devices intended, as is known, to prevent the slag from sticking together in the balls or blocks, become unnecessary because of the maintenance in the liquid state of the secorise.
The energy inherent in the jet. mixture of fuel and air owing to its high speed also causes the finest particles in the capacity b in the opposite direction of the chimney draft, and finally, in the two-part generators, there is a simple division of the flame axis, while in systems with several bodies there is a curvature or inversion of the flame directed from several ribs.
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In this path followed by the flame, the impurities of the flame which are to be deposited are separated in the simplest way, and this separation is further aided by the fact that the jet of flame, before reversing its direction, first comes into intimate contact with the slag bath and it is only the invert and ascending jet of flame, disembarked from the ash and slag, which arrives at the genorator.
The pipe a is, preferably, movable in the direction of the height, means which makes it possible to control at will in addition to the exit speeds of the burner, the zone of the maximum temperature.
Another advantage of this method of heating consists in the known effect of these reversing flames, whereby the mixture of fuel and air is reheated; the inlet tube (the burner) is enclosed, so to speak, in this reheating zone, but it remains protected because, as a result of the fresh mixture of air and fuel coming in constantly, a extremely efficient cooling.
The main advantage of this heating method, however, is that the temperature is considerably lower than that which must be kept in the combustion chambers of other systems, and therefore cannot attack the interior walls. of the heating chamber, which still exist in the two boiler system shown by way of example in fig. 1.
In the system with several boilers, these internal walls of the heating chamber take on ever smaller dimensions and, finally, in the circular boiler, they disappear completely.
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Thanks to these means, the radiation losses and, to an equal extent, the maintenance costs of the whole generator are reduced to a minimum.
The other oonsedérables advantages of this system in the sense that one no longer has to attach to the grinding and drying the same importance as hitherto and finally, that the fuel fine is made possible by using of the total quantity of air necessary for complete combustion, appear with such obviousness that it is unnecessary to dwell on them.
It is understood that this method of heating can be used with any desired fuel., Solid, liquid or. gaseous, and even with high quality rich fuels, the inversion of the flame exerts an absolutely favorable influence due to the heating, the stirring, and, consequently, the most rational combustion, without the supply and The introduction of the fuel in these cases creates special complications, for example, in the case of the use of gaseous or liquid fuels, it suffices to make them arrive separately from the combustion air and admit them to the heating chamber. by means of burner tubes simply nested one inside the other.
In the event that one works alternately or. with a mixture of blast furnace gas and coal dust, for example, the burner must be designed to meet this goal; the entry of. burner however always remains in the position shown in the drawing.
It should be noted that the use of the inversion flame is already known in the heating industry. In the present case, we apply this principle for the heating of the generators, and that for an introduction
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well-determined action and conduct of the flame and for the separation of slag and ashes.