<Desc/Clms Page number 1>
PERFECTIONNEMENTS AUX FOYERS CYCLONES.
Cette invention concerne un perfectionnement ou une modification aux foyers cyclones faisant l'objet de la revendication 1 du Brevet principal n 513.393, c'est-à-dire des foyers cyclones comportant un dispositif d'entrée d'air secondaire tangentiel ou sensiblement tangentiel à la paroi périphérique de la chambre de combustion et un dispositif d'alimentation agencé pour amener dans la chambre de combustion un courant d'air et de combustible pour la combustion à, l'intérieur de la chambre et dirigé de manière à débiter axialement vers l'extrémité de la chambre de combustion opposée à la sortie des gaz de celle-ci.
Le but visé en débitant le courant d'air et de combustible à rencontre du courant des gaz de combustion et vers l'extrémité de la chambre de combustion opposée à la sortie des gaz, est de dégager les particules de charbon des matières volatiles, avant que les particules ne heurtent la paroi de la chambre de combustion,, dans une mesure telle que même si l'on emploie un charbon extrêmement cokéfiant, l'adhérence du coke à l'intérieur de la chambre de combustion soit évitée. Toutefois, par suite de leur gran- de vitesse, les gaz de combustion tendent à ralentir leur vitesse prématurément et à entraîner hors de la chambre du foyer cyclone une partie considérable du combustible fourni par le dispositif d'alimentation et particuliè- rement les fines particules du combustible.
Ainsi,les grosses particules de combustible seulement atteignent l'extrémité de la chambre de combustion opposée à la sortie des gaz et il peut arriver qu'il soit nécessaire de favoriser la combustion de ces particules'en introduisant une quantité supplémentaire de combustible soit axialement par cette extrémité, soit tangentiellement dans le voisinage de cette extrémité. L'amenée de combustible dans la chambre du foyer cyclone aux deux extrémités de celle-ci a pour effet d'assurer que la chambre soit chargée presque uniformément sur toute sa longueurmais le coût des appareils nécessaires est augmenté et la conduite
<Desc/Clms Page number 2>
du foyer est compliquée.
Un but de 1?invention est de procurer des foyers
EMI2.1
eyelsnes perfectionnés où la nécessité d'établir deux dispositifs d'a1.:imentation de combustible est évitée.
Suivant la modification ou le perfectionnement qui fait l'dhjat de la présente invention, les dispositifs dpalimentatzon de combustible sont agencés de manière à amener de l'air sans combustible.,des dispositifs d' alimentation de combustible étant prévus pour introduire le combustible et
EMI2.2
1-'air primaire à Pextrémité ou au voisinage de l'extrémité de la chambre de combustion située du côté opposé à la sortie des gaz de celle-ci.
EMI2.3
L'invention sera décrite ci-après à titre d?exemple avec réfé- rence aux dessins partiellement schématiques annexés? dans lesquels Figs. 1 à 4 sont des vues en coupe longitudinale montrant dif-
EMI2.4
férentes formes d1exécution de l'invention, et Fig.
5 est une vue en coupe transversale suivant la ligne V-V
EMI2.5
de la Fig cri 44>
Dans les dessins, la chambre 1 du foyer cyclone est de section transversale circulaire ou sensiblement circulaire et ses parois sont garnies de tubes de refroidissement 3 pourvus d'ergots et recouverts de matière réfractaire. A l'extérieur du système de tubes refroidissants se trouvent une couche 4 de matière isolante et une enveloppe métallique 5 .
Une
EMI2.6
rangée de tuyères 12 s9étend parallèlement à l'axe sur une notable longueur de la chambre du foyer à l9extrémité opposée à celle où les gaz s'échappent de la chambre et ces tuyères sont disposées de manière à diriger de l'air secondaire tangentiellement à la paroi périphérique de la chambre de combustion du foyer
Sur les Figs. 1, 2 et 4, l'extrémité de la chambre de combustion 1 du foyer opposée à la sortie des gaz de celle-,ci présente une lumière centrale 6'dans laquelle un tube 6 coaxial à la chambre du foyer est aménagé pour amener le combustible et l'air primaire. Le tube 6 passe dans un
EMI2.7
conduit 7 destiné à amener de 1-Ip-ir enveloppant à la lumière 69.
Des mesu- res peuvent être prises pour faire tourbillonner 1.' air primaire et le combus- tible ou/et l'air enveloppant dans le même sens que l'air secondaire.
EMI2.8
Sur la Fig. l,1?axe du foyer cyclone est fortement incliné de haut en bas vers une chambre de combustion secondaire 13 dont le fond est pourvu d'une sortie de scorie en fusion 17 et le sommet d'une sortie de gaz donnant dans une chambre de rayonnement 16 Les parois de la chambre de combustion secondaire et de la chambre dé rayonnement sont garnies d'une manière appropriée de tubes vaporisants de la chaudière dont le foyer cyclone fait partie .
Le foyer cyclone comprend une partie supérieure sensiblement cylindrique pourvue de tuyères 12 et une partie inférieure de forme conique telle que la section transversale à 1?ouverture de sortie des gaz 14 n'est que légèrement réduite. Un tube 15 traversant la paroi arrière 13' de la chambre de combustion secondaire est disposé coaxialement à la chambre de
EMI2.9
combustion du foyer cyclone et destiné à chasser un jet d1Frlr â travers la chambre de combustion secondaire et l'ouverture de sortie des gaz 14 dans la chambre du foyer cyclone.
EMI2.10
En fonctionnement., le jet d?air quitte le tube 15 à une vitesse tellement élevée qu'il pénètre jusqu2à l'extrémité de la chambre de combus- tion opposée à 1?ouverture de sortie des gaz 14. Les gaz de combustion
EMI2.11
tourbillonnants entourent le noyau d1air formé par le jet qui chasse les gaz de combustion et par conséquent les particules de combustible qui y sont contenues à 1?extétieur, dans la région de l'air secondaire tourbil- lonnant, de telle sorte que les particules sont amenées avec de l'air com-
EMI2.12
burant frais.
Le jet d:1air comprime aussi la flamme à l'extrémité du foyer cyclone opposée à 1-9,ouverture de sortie des gaz J4a ce qui a pour effet daallonger la trajectoire de combustion à l'intérieur de la chambre du foyer cyclone et d'accélérer la combustion par suite de l'amplification du mouvement de tourbillonnement. Les gaz de combustion se déchargent suivant un
<Desc/Clms Page number 3>
anneau dans la chambre de combustion secondaire 13 et de là dans la chambre de rayonnement 16. La scorie liquide s'écoule par la sortie de décharge des scories 17.
Sur la Fig 2,l'axe de la chambre 1 du foyer cyclone qui comprend une partie principale de forme sensiblement cylindrique et une partie d'ex- trémité dont les parois s',évasent de la lumière 6' vers la partie principale est incliné d'un petit angle vers la chambre de combustion secondaire 13.
Entre la chambre du foyer cyclone et la chambre de combustion secondaire se trouve un goulot 14 convergeant vers une sortie 14-', de la chambre du foyer cyclone.
Sous le goulot 14 se trouve une sortie 18 permettant à la scorie en fusion de passer de la chambre du foyer cyclone à la chambre de combus- tion secondaire au fond de laquelle est ménagée une sortie de scories 17,
La chambre de combustion secondaire 13 présente au sommet une sortie de gaz en communication avec une chambre de rayonnement 16 et les parois des deux chambras sont garnies de tubes vaporisants Quelques uns des tubes
19 qui garnissent la paroi arrière de la chambre de combustion secondaire s'étendent de bas en haut dans la paroi arrière de la chambre de rayonne- ment tandis que d'autres forment un écran à scorie 19' en travers de la sortie de gaz en communication avec la chambre de rayonnement et se prolon- gent dans la paroi avant de la chambre de rayonnement.
Des tubes 22 qui oon- tribuent à former la paroi entre la chambre du foyer cyclone et la chambre de combustion secondaire et le goulot 14, garnissent aussi la paroi avant de la chambre de rayonnement.
Par suite de l'étranglement de la sortie 14' de la chambre de combustion du foyer cyclone et de la grande vitesse résultante du courant de gaz sortant, un jet d'air projeté de la paroi arrière de la chambre de combustion secondaire risquerait de ne pas atteindre la chambre du foyer cyclone . On a donc prévu un tube 15 qui traverse la paroi arrière de la chambre de combustion secondaire et fait saillie dans celle-ci pour se terminer à la sortie des gaz 14' ou à proximité de cette sortie. Là où il est exposé aux gaz chauds, le tube 15 est pourvu d'ergots et d'un recouvrement de matière réfractaire et l'extrémité intérieure du tube est supportée par deux des sections 22' des tubes 22 qui s'étendent en travers de la sortie du goulot 14 et embrassent le tube 15.
Sur la Fig. 3, la chambre 1 du foyer cyclone est à axe vertical et comprend une partie supérieure, de forme sensiblement tronconique se rétrécissant de haut en bas, comportant les tuyères à air secondaire 12, une partie intermédiaire de forme tronconique se rétrécissant vers le bas sous un angle plus grand et une partie inférieure de forme cylindrique.
Un tube 8 pour l'air primaire et le combustible s'ouvre tangentiellement dans la partie supérieure de la chambre du foyer cyclone par une ouverture 10 et est entouré d'un tube 9 destiné à amener l'air enveloppant par une ouverture 11.
A l'extrémité inférieure du fond de la chambre du foyer cyclone se trouve une ouverture 20 constituant l'embouchure d'un conduit 21 tangentiel au fond de la chambre et servant au passage des gaz et de la scorie en fusion provenant de la chambre du foyer cyclone. Le conduit 21 conduit à une chambre de combustion secondaire dont les parois sont garnies de tu- bes vaporisants et un écran à scorie 19 est placé en travers de la sortie du conduit. La sole de la chambre de combustion secondaire est inclinée de haut en bas vers une sortie 17, aménagée pour l'évacuation de la scorie à la partie inférieure du conduit 21.
Un tube à air 15 passant au travers du fond de la chambre du foyer cyclone, coaxialement à celle-ci, s'étend au-dessus de l'ouverture 20 jusqu'à, l'extrémité inférieure de la partie intermédiaire de cette chambre, de manière à assurer une pénétration convenable du jet d'air dans la chambre du foyer.
La partie du tube située à l'intérieur de celle-ci est pourvue d'ergots et garnie d'une couche de matière réfractaire.
<Desc/Clms Page number 4>
Les Figs. 4 et 5 montrent une chambre de foyer cyclone 1, sensi-
EMI4.1
blement cylinhique, à axe approximativement horizontale une sortie 18 étant aménagée pour lévacuation de la scorie en fusion et des dispositifs sus- ceptibles de fonctionner sous une chute de pression relativement faible pour
EMI4.2
débiter un courant d.l1p.ir qui pénètre à Pavant de la chambre du foyer.
Cca- me cest représenté, la sortie de gaz 28 est entourée d'un distributeur d'
EMI4.3
air annulaire 24 d.l1où partent un certain nombre de tubes d-9air 25 équidis- tants angulairement et dirigés radialement de l'extérieur à J'intérieur vers 1?avant, qui sont réunis en un faisceau tubulaire. 26 coaxial à la ahanbre du foyer et se terminant approximativement au milieu de la longueur de la chambre.
Les sorties des tubes sont divergentes de manière à former
EMI4.4
un c8ne de jets d.l1air et les tubes qui sont pourvus d'ergots et sont recou- verts de matière réfractaire constituent un écran à scorie, des espaces li- bres 27 étant ménagés entre les tubes pour le passage des gaz vers la sortie 28 et la chambre de combustion secondaire (non représentée)
En fonctionnement l'air dans le cône de jets entraîne le combustible qui pénètre dans la chambre du foyer par le tube 6 et, comme le combustible ne doit pénétrer que sur une courte distance dans la chambre du foyer 1, la vitesse du courant d'air primaire et de combustible peut être relativement faible.
Il résulte de ceci et de la proximité entre les sorties des tubes 25 et la paroi avant de la chambre du foyer, que la vitesse de débit de l'air peut être plus faible que celle nécessaire dans le cas
EMI4.5
des tubes d1lair 15 des Figs, 1 2 et 3 et qU'une pression d:1air relative- ment basse peut donc suffire.
La chaleur absorbée par l'air passant dans les tubes 25., favorise 1.-9 allumage du combustible et l'enveloppement du courant de combustible
EMI4.6
et d$air primaire dans le ci!:#""de jets d'air ainsi que le changement de di- rection subséquent ont pour effet de retenir les particules de combustible pendant le temps voulu dans la chambre du foyer$ tandis que la combustion est considérablement accélérée par le mélange vigoureux des particules de
EMI4.7
combustible avec 1?oir comburant. En outre.. les particules de céabustible sont maintenues écartées des parois de la chambre du foyer pendant la dégaréification des particules de telle sorte que la formation des dép8te de coke sur les parois est évitée.
REVENDICATIONS
1. Foyer cyclone suivant le Brevet principale caractérisé en ce
EMI4.8
que les dispositifs d9alimentation sont établis de manière à fournir de l'air sans combustible, des dispositifs d9alimentation de combustible étant prévus pour introduire le combustible et Pair primaire à cette extrémité ou au voisinage de cette extrémité de la chambre du foyer.