Brevet FR2166381A1 — publié le 19730817

La présente invention concerne un dispositif pour la combustion de combustibles de consistances différentes notamment de tendre à dure,avec ou sans addition d'impuretés1dans lequel le combustible est projeté ensemble avec un courant d'air de combustion dans une chambre de combustion. Pour obtenir une combustion complète d'un combustible il est nécessaire de produire un mélange intime de la quantité d'air nécessaire à la combustion et du combustible. On connatt diverses constructions résolvant ce problème sous une forme plus ou moins parfaite. Des combustibles liquides sont pulvérisés par des pulvérisateurs sous pression et insufflés dans la chambre de combustion. On obtient ainsi une combustion dans laquelle les particules de combustible sont en suspension dans le courant d'air.Dans ce cas, la combustion s'effectue sous es conditions particulièrement favorables du fait qu'il se produit dans le courant un mélange intense de l'air de combustion avec le combustible pulvérisé. Etant donné que la pulvérisation s'obtient à l'aide d'une buse d'un diamètre relativement petit il n'est pas possible de brûler des combustibles liquides impurs en raison du danger de bouchage. Pratiquement toutes les constructions connues de brûleurs présentent cet inconvénient du danger de bouchage de sorte qu'elles ne peuvent être utilisées qu'avec des combustibles liquides et propres d'une faible viscosité ou avec des combustibles solides qui sont broyés sous forme de poudre au moyen d'une installation de traitement le plus souvent importante, comme par exemple dans le cas du brûleur pour poussier de charbon. Lorsqu'on renonce au traitement préalable des combustibles on ne peut brûler dans les constructions de brûleurs connue que des combustibles qui, de nature, présentent déjà les propriétds exigées par le brûleur et qui notamment ne contiennent pas d'impuretés. Pour cette raison les combustibles de consistance tendre à dure, avec ou sans impuretés, sont brûlés dans des installations de foyers à grilles de combustion de diverses constructions.Ce genre de combustion est néannoins désavantageux par rapport à la combustion par pulvérisation du combustible dans un courant d'air. La présente invention crée un dispositif pour la combustion de combustibles dans lequel le combustible est projeté, indé pendamment de sa consistance et d'impuretés éventuelles, sans traitement préalable et malgré tout sans danger de bouchage, à l'intérieur d'un courant d'air dans la chambre de combustion. Conformément à l'invention ce résultat est obtenu du fait qu'il est disposé à l'extrémité d'un conduit d'amenée de combustible élargi sous forme de fente un pulvérisateur qui présente un rotor partiellement entouré d'un carter et comportant une surface de frottement et une languette de projection pivotante dont le bord de projection peut etre réglé par rapport à la surface de frottement du rot or. On obtient ainsi que le combustible est finement réduit sur la surface de frottement du rotor et est projeté tangentiellement et directement dans la chambre de combustion de sorte que les particules de combustible arrivent grandement distribuées dans le foyer et brûlent à l'état de suspension ce qui assure une combustion complète des particules. Des impuretés éventuelles sont également projetées, de la même manière que le combustible, par la surface de frottement dans la chambre de combustion où elles tombent dans les cendres, dans la mesure où elles ne sont pas combustibles, sans perturber sensiblement la combustion. De préférence le bord de projection peut être appliqué sur la surface de frottement du rotor avec une force de pression réglable. On peut de ce fait agir sur la pulvérisation ainsi que sur la quantité de combustible projetée. Afin d'obtenir une surface de?frottement efficace le rotor peut être réalisé sous forme d'une brosse rotative. Cette dernière assure une répartition du combustible particulièrement efficace. En outre, la languette de projection peut présenter plusieurs buses à air disposées au voisinage de son arête de projection. Cette mesure permet un mélange intensif des particules de combustible, à proximité immédiate de leur production, avec l'air de combustion. I1 est alors avantageux d'amener l'air aux buses par l'intermédiaire de l'arbre pivotant réalisé sous forme de conduit. Suivant un développement de l'objet de l'invention il peut être disposé sur le carter et derrière la languette de projection, vu dans le sens de rotation du rotor, un coin de commande dont la surface est inclinée par rapport à la direction des particules de combustibles projetées par le rotor. De ce fait on obtient que la distance de projection et l'angle de dispersion des particules de combustible peuvent être influencés dans le sens d'une combustion complète. En outre, le coin de commande peut présenter une arête de commande qui, avec l'extrémité libre d'un volet réglable, forme une embouchure pour un courant d'air partiel d'un courant d'air inférieur. En conséquence, une partie du courant d'air inférieur sert d'air porteur aux particules de combustible. Il est avantageux de disposer au-dessus du rotor et dans le courant d'air supérieur un brûleur d'allumage ou d'appoint ce qui permet de soutenir la combustion par ces brûleurs lorsqu'il s'agit de brûler des matières à combustion difficile. On peut de plus disposer dans les courants d'air supérieur et inférieur des volets pivotants pour régler les quantités et/ou les directions des deux courants d'air. Un exemple de réalisation de l'objet de l'invention est représenté, à titre non limitatif, aux dessins annexés et décrit en détail ci-après. La fig. 1 est une coupe schématique du dispositif pour la combustion de combustibles. La fig. 2 est une coupe de la fig. 1 suivant la ligne Il-Il. La fig. 3 est une coupe partielle de la languette dé projection. La fig. 4 est une coupe suivant IV-IV de la fig. 3. Le dispositif pour la combustion de combustibles illustré aux fig. 1 et 2 présente une enveloppe 1, par exemple en fonte, qui est montée pivotante autour d'un axe vertical 3 au moyen des bras 2. Dans la position de fonctionnement l'enveloppe 1 s'applique au moyen d'un joint 4 sur une plaque 5 fixée au fourneau. Les ouvertures 6, 7 dans la plaque 5 et dans l'enveloppe 1 ainsi que les parties limitrophes de l'envelop- pe sont protégées par un bouclier thermique 8 en matière résistant à la chaleur. A l'intérieur de l'enveloppe 1 est disposé un pulvérisateur auquel le combustible est amené par un conduit 9 qui s'élargit vers deux côtés et forme unetente 10. A son extrémité cette fente 10 est délimitée par une languette de projection il et un rotor 12. Le rotor 12 présente au moins la largeur de la fente 10 couverte par la languette de projection 11. Le rotor 12 est réalisé sous forme de brosse rotative, dont les poils 13 sont fixés sur un tube 14 qui est supporté en rotation des deux côtés dans l'enveloppe 1, d'une manière non représentée en détail, et est commandé par l'intermédiaire d'une transmission à courroies 15. Be sens de rotation du rotor 12 est indiqué par la flèche 15'. Dans la mesure où le rotor 12 ne limite pas la fente 10, il est entouré par un carter 16 auquel se raccorde, sur le côté de la chambre de combustion, un coin de commande 17 Celui-ci s'étend Jusqu'à la zone de sortie des particules de combustible. il est également possible de réaliser le rotor 12 sous forme d'un cylindre rainuré ou nervuré. La languette de projection Il est réglable et comporte un bord de projection 18 avec lequel elle est maintenue contre la périphérie du rotor 12. Des buses à air 19 sont disposées sur toute la largeur de la languette de projection Il au voisinage du bord de projection 18. La distante de projection et l'angle de dispersion du courant de particules de combustible sont influencés, d'une part, par le coin de commande 17 et, d'autre part, par l'air cpmprimé sortant des buses à air 19. En conséquence il est possible d'adapter de façonoptimale le pulvérisateur 11/12 au combustible à brûler au moyen des buses à air 19 et du coin de commande 17. La languette de projection Il est représentée endétail aux fig. 3 et 4. Elle forme une seule pièce ensemble avec l'arbre pivotant 20 qui présente un canal 21. L'air comprimé est introduit par ce conduit 21 et passe par les alésages 22 dans la chambre de répartition 23 et sort dans 1' air libre en passant par les conduits 24 et les buses 19. L'air de combustion est fourni par un ventilateur, non représenté, par un conduit 25, aux deux conduits 26, 27 à partir desquels il est introduit sous forme d'un courant d'air supérieur et d'un courant d'air inférieur dans l'enveloppe 1 en passant par les ouvertures 28, 29. Des volets 30, 31 servent au réglage de la qiaf;ité et/ou de la direction du courant d'air concerné (voir fig. 1). Le courant d'air inférieur est divisé par un volet réglable 32 en deux courants partiels, dont le courant partiel supérieur sort d'une embouchure 33, formée par un bord 34 du coin de commande 17 et l'extrémité libre du volet 32. Le courant partiel supérieur sortant de l'embouchure 33 sert d'air porteur t agit de son c8té également sur la distance de projection du combustible pulvérisé. Le courant d'air supérieur introduit dans l'enveloppe 1 en passant par le conduit 24 et l'ouverture 29 sert surtout d'air de combustion à un brûleur d'allumage ou de soutien 35 et au combustible sortant du pulvérisateur constitué par le rotor 12 et la languette de projection 11. Le brûleur à pulvérisation décrit qui peut également Sre utilisé comme brûleur à combustibles multiples exécute d'une part au moyen du disque de frottement rotative, une réduction mécanique sur la surface de frottement et pulvérise d'autre part le combustible directement dans la chambre de combustion par prosjection en direction tangentielle sous l'action de la force centrifuge, des particules extrêmement fines. La combustion se déroule à l'état de suspension ce qui permet d'abaisser au minimum le surplus d'air nécessaire. Le brûleur à pulvérisation qui vient d'être décrit permet, en outre, une large adaptation de la forme de flamme à des chambres de combustion existantes.Par la constitution du rotor ce pulvérisateur est particulièrement approT,rié à la préparation de la combustion de résidus de consistance tendre à dure du fait qu'il est dans une large mesure insensible, même en cas d'additions de matières solides grossières . En conséquence un traitement préalable du combustible en considération du pulvérisateur n'est pas nécessaire. La qualité de la pulvérisation ne dépend pas de la nature du combustible utilisé mais en premier lieu de la vitesse périphérique du rotor. Le combustible est refoulé dans le conduit 9 par un dispositif de transport, non représenté, par exemple une vis sans fin, une pompe, un piston de compression ou un organe analongue, et est poussé sur le rotor 12 et sur la languette de projection Il de sorte qu'il est réparti uniformément sur toute la largeur de la fente 10. Suivant la nature du combustible utilisé le bord 18 de la languette de projection 11 est pressé plus ou moins fortement contre les poils 13 du rotor 12. Le brûleur 35 sert de brûleur d' allumage et travaille alors sous une faible chars Comme il a déjà été mentionné en cas de combustibles à combustion difficile ce brûleur sert de brûleur de soutien. Le brûleur à pulvérisation ou à combustibles multiples, comprenant le rotor 12 et la languette de projection 11, permet de brûler directement des résidus qui jusqu'à ce jour ne pouvaient pas être brûlés ou seulement après un traitement préalable onéreux comme par exemple des résidus de goudron et bitume, de la terre décolorante imprégnée d'huile et provenant du raffinage du pétrole, des mélanges de boue et d'huile, des résidus gras et du limon organique. R E V E N D I C A T I O N S 1 - Dispositif pour la combustion de combustibles de consistances différentes notamment de tendre à dure, avec ou sans addition d'impuretés, dans lequel le combustible est projeté ensemble avec un courant d'air de combustion dans une chambre de combustion,caractérisé en ce qu'il est disposé à ltex- trémité d'un conduit d'amenée de combustible 10 élargi sous forme de fente un pulvérisateur qui présente un rotor 12 partiellement entouré d'un carter 16 et comportant une sur ace de frottement et une languette de projection pivotante Il dont le bord de projection 18 peut être réglé par rapport à la surface de frottement du rotor 12. 2 - Dispositif suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le bord de projection 18 peut être appliqué sur la surface de frottement du rotor 12 avec une force de pression réglable. 3 - Dispositif suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le rotor 12 est réalisé sous forme de brosse rotative. 4 - Dispositif suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le rotor 12 est réalisé sous forme d'un cylindre rainuré ou nervuré. 5 - Dispositif suivant la revendication 1, caractérisé en ce que la languette de projection Il présente plusieurs buses à air 19, disposées au voisinage de son bord de projection 18. 6 - Dispositif suivant l'une desrevendications 1 à 5, caractérisé en ce que l'arbre pivotant 20 de la languette de projection Il est réalisé sous forme de conduit d'amenée d'air 21 et est relié aux buses à aif 19 par les conduits 22,23,24. 7 - Dispositif suivant la revendication 1, caractérisé en ce quoi' est disposé sur le carter 16 et derrière la languette de projection 11, vu dans le sens de rotation 15 du rotor 12 un coin de commande 17, dont la surface est inclinée par rapport à la direction des particules de combustible projetées par le rotor 12. 8 - Dispositif suivant l'une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que le coin de commande 17 présente un bord de commande 34 qui forme, ensemble avec l'extrémité libre d'un volet réglable 32, une embouchure 33 pour un courant d'air partiel d'un courant d'air inférieur. 9 - Dispositif suivant la revendication 1, caractérisé en ce qu'il est disposé au-dessus du rotor 12 et dans un courant d'air supérieur un brûleur d'allumage et de soutien. 10 - Dispositif suivant la revendication 1 caractérisé par des volets pivotants 30, 31, disposés dans le courant d'air supérieur et le courant d'air inférieur.