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PERFECTIONNEMENTS AUX FOYERS CYCIONES.
Cette invention concerne les foyers cyclones et particulièrement ceux qui comprennent une chambre de combustion primaire ayant la forme d'une chambre de tourbillonnement dans laquelle du combustible granulaire à teneur en centre est brûlé sous Inaction d'air comburant tourbillonnant et de la- quelle les gaz de combustion secondaire fonctionnant à une température à la- quelle la cendre est en fusion. Dans ce genre de foyers cyclones connus jus- qu'ici, l'énergie du courant de gaz qui quitte la chambre de combustion pri- maire à une vitesse notable, est largement dissipée dans la chambre de com- bustion secondaire.
Suivant la présente invention, dans un foyer du genre spécifié, la chambre de combustion secondaire est également une chambre de tourbillon- nement pourvue de dispositifs de guidage pour les gaz entrants, destinés à provoquer le tourbillonnement des gaz dans la chambre.
Les chambres de combustion primaire et secondaire peuvent être disposées de diverses manieras pour répondre à des conditions différentes.
Par exemple, l'axe longitudinal de la chambre de combustion primaire peut être disposé transversalement par rapport à celui de la chambre de combus- tion secondaire, auquel cas l'axe de la chambre de combustion primaire ou de la chambre de combustion secondaire peut être horizontal et celui de l'autre chambre-de combustion peut être vertical, la décharge des gaz de la chambre de combustion secondaire s'effectuant soit axialement soit tangen- tiellement. De préférence,la chambre de combustion primaire s'ouvre dans une région supérieure de la chambre de combustion secondaire.
En variante, les axés longitudinaux des chambres de combustion primaire et secondaire peu- vent être parallèles entre-eux, et dans ce cas l'admission de combustible à la chambre de combustion primaire peut être adjacente à la sortie des gaz de combustion de la chambre de combustion secondaire. La chambre de com-
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bustion primaire peut avoir des dimensions supérieures, égales ou infé- rieures à celles de la chambre de combustion secondaire. Dans certains- cas, la disposition et le fonctionnement des chambres de ëombustion-peuvent être tëls que de la scorie en fusion s'écoule dé la chambre de combustion primaire dans la chambre de combustion secondaire, par exemple, par le pas- sage de sortie des gaz de combustion de la chambre de combustion primaire.
En variante, les chambres de combustion primaire et secondaire peuvent dé- charger la scorie en fusion séparément dans des dispositifs d'évacuation appropriés.
En amenant de l'air additionnel dans la chambre de combustion secondaire on peut favoriser une combustion rapide et complète. On introduit de préférence cet air tangentiellement dans le même sens de tourbillonnement et dans la même zone que les gaz de combustion, mais en un point éloigné et de préférence diamétralement opposé à celui où les gaz pénètrent dans la chambre de combustion secondaire.
Des dispositions peuvent aussi être prise pour amener du com- bustible à la chambre de combustion secondaire, et dans ce cas les chambres de combustion primaire et secondaire peuvent être alimentées de combustibles différents.
Suivant un mode de fonctionnement avec des combustibles diffé- rents, on introduit dans la chambre de combustion primaire un combustible à faible teneur en matières volatiles et de l'air en quantité insuffisante pour assurer la combustion complète du combustible mais suffisante pour ef- fectuer une combustion partielle et une gazéification du combustible avec- production de cendre en fusion, tandis qu'on introduit dans la chambre de combustion secondaire un courant de combustible susceptible de brûler assez facilement et une quantité supplémentaire d'air pour effectuer la combus- tion des éléments combustibles du courant de gaz tourbillonnants venant de la chambre de combustion primaire, et la combustion du combustible suscep- tible de brûler assez facilement.
Suivant un autre mode de fonctionnement avec des combustibles différents,applicable lorsque des matières solides peuvent en même temps que les gaz passer aisément de la chambre de combustion primaire dans la chambre de combustion secondaire,on brûle un combustible tel que du coke ou du charbon à faible teneur en matières volatiles partiellement dans la chambre de combustion primaire à une température à laquelle la cendre est solide, et on envoie les matières solides avec les gaz de la chambre de combustion primaire dans la chambre de combustion secondaire où l'on intro- duit un combustible susceptible de brûler assez facilement et de l'air com- burant pour effectuer la combustion des constituants combustibles du courant tourbillonnant de gaz et de particules solides venant de la chambre de com- bustion primaire,
et la combustion du combustible susceptible de brûler assez facilement.
Aux faibles charges, on peut n'alimenter de combustible que la chambre de combustion secondaire et faire tourbillonner le combustible dans celle-ci en même temps que l'air comburant nécessaire.
L'invention sera décrite ci-après, à titre d'exemple, avec réfé- rence aux dessins partiellement schématiques annexés, montrant un foyer cy- clone et dans lesquels :
Fig. 1 est une vue en bout en coupe suivant la ligne 1-1 de la Fig. 2, et
Fig. 2 est une coupe horizontale suivant la ligne II-II de la Fig. 1.
Le foyer cyclone représenté fait partie d'un générateur de va- peur tubulaire et les parois circonférentielles et des extrémités exté- rieurs de la chambre de combustion secondaire 1, qui a une section trans- versale circulaire, comprennent des tubes de refroidissement 2 raccordés au système circulatoire du générateur de vapeur et recouverts de matière ré- fractaire 3, à l'extérieur de laquelle se trouve une matière isolante 4 en-
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tourée d'une enveloppe métallique étanche aux gaz 5.
L'extrémité extérieu- re 6 de'la chambre de combustion secondaire est pourvue d'un regard 7, et à l'extrémité intérieure de cette chambre se trouve une paroi 8 d'une cham- bre de rayonnement 9 à laquelle les gaz de combustion ont accès par une ou- verture circulaire 10 concentrique à la chambre de combustion secondaire ët de plus petit diamètre que celle-ci. La paroi 8 contient des tubes de refroi- dissement faisant partie du générateur de vapeur.
Quatre chambres de combustion primaires 11, 12, 13 et 14 pourvues de parois de forme semblable aux parois de la chambre de combustion secondai- re 1 sont réparties équilatéralement autour de celle-ci, leurs axes longitu- dinaux étant parallèles à l'axe longitudinal de la chambre de combustion se- condaire et leurs parois circonférentielles étant contiguës à celle de cette dernière.
A proximité de la paroi 8, les chambres de combustion primaires' 11, 12, 13 et 14 communiquent avec la chambre de combustion secondaire par des ouvertures 15, 16, 17 et 18, respectivement, tangentielles aux chambres de combustion primaires et tangentielles à la chambre de combustion secondai- re, les ouvertures étant dirigées de telle façon que les gaz passant des chambres de combustion primaires dans la chambre de combustion secondaire tournent à l'intérieur de celle-ci en sens inverse des aiguilles d'une montre, sur la Fig. 1.
Des dispositifs sont prises pour introduire de l'air primaire et du combustible granulaire, de l'air secondaire et de l'air tertiaire, d'une manière appropriée connue dans chacune des chambres de combustion primaires.
Ainsi de l'air primaire peut être envoyé en quantités réglées par des tubes 21 et 22, tangentiellement pour provoquer une rotation dans le sens des ai- guilles d'une montre, sur la Figo 1, dans les têtes 23 et 24 des chambres de combustion primaires 13 et 14 respectivement et par les tubes et têtes corres- pondants des chambres de combustion primaires 11 et 12, le combustible étant introduit en quantités réglées dans ces tubes par des distributeurs, non re- présentés. De l'air tertiaire est aussi introduit par les têtes de la maniè- re usuelle.
Les courants d'air primaire et de combustible venant des têtes passent par les extrémités tronconiques pour se rendre dans les parties cy- lindriques des chambres de combustion primaires 11, 12, 13 et 14, qui sont pourvues respectivement d'entrées d'air secondaire tangentielles 27, 28, 29 et 30 dirigées de manière à provoquer une rotation de l'air secondairerdars
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Des dispositions sont prises pour introduire de l'air quaternai- re, en quantités réglées, dans la chambre de combustion secondaire 1 par des tuyères 37 et 39, dirigées tangentiellement pour provoquer une rotation de l'air en sens inverse des aiguilles d'une montre sur la Fig. 1, et disposées respectivement à peu près à égales distances de deux chambres de combustion primaires adjacentes.
Des dispositifs sont prises aussi pour introduire du combustible solide granulaire dans la chambre de combustion secondaire 1. Si le combusti- ble est amené tangentiellement dans la chambre de combustion secondaire, il peut arriver qu'un dépôt de coke adhère aux parois, généralement à une certai- ne distance de l'entrée de combustible, et entrave le tourbillonnement et l'écoulement de la scorie, de telle sorte que l'opération doit être interrom- pue. On a constaté que cette difficulté peut être évitée si le combustible est chassé par une soufflerie dans la chambre de combustion secondaire sous un grand angle par rapport à la paroi, de préférence radialement.
Le combus- tible doit alors parcourir un long trajet avant de pouvoir frapper la paroi de la chambre de combustion et il est entraîné par le courant tourbillonnant
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des gaz, de telle-sorte que le combustible ne peut adhérer à la paroi.
L'introduction du combustible dans le courant de gaz en tour- billonnement nécessite une grande vitesse qui est donnée au combustible par l'air primaire ou air cinquième. Le courant de gaz tourbillonnants est refoulé vers l'extérieur par suite de la force centrifuge'de telle 'sorte que des dispositifs doivent être prévus non seulement pour accélérer la vi- tesse du combustible mais aussi pour créer une zone de surpression qui em- pêche les gaz de combustion de pénétrer dans le conduit d'admission du com- bustible.
Dans ce but la tuyère d'accélération bien connue est recommanda- ble. @
Comme c'est représenté sur la fig. 1, le distributeur 31 est susceptible d'envoyer du combustible granulaire dans la chambre de combus- , tion secondaire 1 par les tubes 32, la pièce sphérique 33 et la tuyère 36, de l'air cinquième étant envoyé, en quantités réglées, par le tube 34 et la tuyère 35. Le 'combustible pénètre dans la chambre de combustion secon- daire radialement et décrit un parcours tel qu'indiqué par la ligne en traits de chaînette.
Les chambres de combustion primaires 11, 12, 13 et 14 et la chambre de combustion secondaire 1 sont pourvues, respectivement, d'ouver- ture 44, 45, 46, 47 et 48 ménagées dans la paroi 8 pour l'écoulement de la scorie en fusion dans la chambre de rayonnement 9.
Lorsque le fonctionnement se fait au moyen d'un combustible unique et à la charge normale, on introduit le combustible dans les chambres de combustion primaires 11, 12, 13 et 14 en même temps que de l'air primai- re et de l'air secondaire, et si c'est nécessaire, de l'air tertiaire, le dispositif régulatéur de l'air pour les tuyères 37 et 39 n'étant fermé ou ouvert que légèrement et le dispositif régulateur de l'air pour la tuyère 36 n'étant ouvert que dans la mesure nécessaire.
Lorsque. le fonctionnement se fait en surcharge ou avec deux com- bustibles, on envoie du combustible additionnel et de l'air cinquième par la tuyère 36, de l'air quaternaire étant ajouté en quantités convenables par les ajutages 37 et 39.
Lorsque la charge tombe, les chambres de combustion primaires 11, 12,13 et 14 peuvent être mises hors service l'une après l'autre et à la charge minimum, la chambre de combustion secondaire fonctionne seule.
Plusieurs chambres de combustion secondaires peuvent être raccor- dées à la chambre de rayonnement, de telle sorte qu'on peut étendre la gamme de charges en mettant une ou plusieurs chambres de combustion secondaires hors service..
REVENDICATIONS.
1. Foyer cyclone comprenant une chambre de combustion primaire sous forme de chambre de tourbillonnement aménagée pour brûler du combusti- ble granulaire.à teneur en cendre sous l'action d'air comburant en tourbil- lonnement et pour décharger les gaz dans une chambre de combustion secondai- re destinée à fonctionner à une température à laquelle la cendre se trouve en fusion,caractérisé en ce que la chambre de combustion secondaire est aus- si ménagée comme chambre de tourbillonnement pourvue de dispositifs de gui- dage pour les gaz entrants susceptibles de provoquer le tourbillonnement des gaz dans la chambre.