Brevet FR2303235A1 — publié le 19761001

La présente invention concerne un brûleur à charbon ou lignite qui est conçu de façon à obtenir une combustion efficace. Parmi les types connus de brûleurs de fuel-oil ou de mazout figurent les brûleurs à gazéification. Ce type de brûleur réalise une double combustion. Une première combustion s'effectue sans qu'il y ait suffisamment d'air pour gazéifier le fuel-oil, tandis que la seconde combustion assure le brûlage des gaz ainsi préparés en ajoutant suffisamment d'air pour que la combustion soit totale. La première combustion ou combustion préparatoire se déroule à l'intérieur même du corps du brûleur, tandis que la seconde combustion ou combustion totale se déroule à l'extérieur du corps du brûleur. La présente invention est basée sur l'application du même principe à la combustion du charbon. Le but recherché est de chauffer le charbon à l'intérieur d'un corps de brûleur afin de dégager les gaz inflammables du charbon à la température de combustion, puis de diriger ces gaz vers l'intérieur d'une chambre de combustion oU ils sont brûlés en totalité en y ajoutant l'excédent d'air nécessaire. Cette seconde combustion se produit à l'extérieur du corps du brûleur. I1 existe deux systèmes de brûlage du charbon qui ressemblent à celui de la présente invention, l'un par le nom et l'autre par la forme. Ainsi qu'il est expliqué ci-dessous, ces systèmes diffèrent tous deux de celui de la présente invention pour les raisons suivantes Le système connu sous l'appellation de "brûleur de charbon" pulvérise le charbon et en éjecte les particules dans une chambre où ellesslbissent une combustion totale et où l'échange thermique a lieu. Le système connu sous le nom de "pré-combustion ou pré-brûlage" permet une combustion totale du charbon dans une première chambre de combustion qui fait partie intégrante du corps d'une chaudière et qui est refroidie par un chemisage à circulation d'eau. les gaz chauds de la combustion sont dirigés vers une seconde chambre que l'on considère comme étant la zone de convection de la chaudière, et à ce stade on souffle davantage d'air pour permettre aux gaz non-brûlés de recevoir suffisamment d'oxygène pour que la combustion soit totale. Le principal échange thermique se produit pendant la première combustion dans la première chambre de combustion. le système exposé ci-dessus ne peut guère être considéré comme étant véritablement un brûleur. Or, la présente invention a trait à un brûleur, indépendant du corps de la chaudière et relié à cette dernière de la même façon que dans le cas de brûleurs à fuel-oil (mazout) ou à gaz. A l'intérieur du corps du brûleur on opère une préparation en vue de la combustion finale qui doit se dérouler en dehors du brûleur, dans un milieu où l'échange thermique doit se produire. le corps du brûleur à gazéification doit être parfaitement isolé du point de vue thermique et comprend une chambre de combustion dans les parois de laquelle on prévoit une circulation d'air de refroidissement. Cet air de refroidissement est ensuite utilisé pour assurer l'allumage et la combustion des gaz inflammables. Ces gaz inflammables sont injectés dans la chaudière à travers un injecteur de type approprié, l'allumage du gaz s' opérant en mélangeant ces gaz avec l'air de refroidissement Une première combustion a lieu à l'intérieur de la chambre de combustion du brûleur avec une faible quantité d'air. L'énergie dérivée de cette première combustion joue un double rôle 1 - Dégager les gaz inflammables du charbon, et 20 - Chauffer ces gaz jusqu'à leur température d'inflammation. Pour cela, il est nécessaire de refroidir le brûleur avec la quantité d'air nécessaire pour assurer la combustion de gaz inflammables et isoler totalement le brûleur. En se basant sur ces principes essentiels, il est possible de construire un brûleur à gazéification de charbon sous différentes formes. L'une de celles-ci est représentée par le dessin anne xé, sur-lequel La figure 1 est une vue en coupe verticale, dans un plan longitudi nal d'un brûleur de charbon très simple, à alimentation mécanique, pour des capacités moyennes, et La figure 2 est une vue en coupe transversale verticale du même brûleur. Dans ce brûleur, on voit qu'un réservoir 2 à charbon surmonte la chambre de combustion proprement dite du brûleur. le charbon peut s'écouler vers l'intérieur de la chambre de combustion simplement par gravité et sur les deux côtés. A cet effet, des passages latéraux 1 sont prévus. En outre, des grilles 3 sont placées au milieu de la zone de combustion. Une soufflante 4 fournir l'air de combustion qui est dirigé sous les grilles 3. Cet air passe par des vannes de réglage 5 pour aboutir dans des zones 7 qu'il refroidit au passage tout en se réchauffant, avant de parvenir sous des barreaux 8 et traverser la chambre de combustion. Ainsi qu'il a été indiqué plus haut, l'é- nergie due à cette combustion permet aux gaz inflammables de se dégager d'eux-mêmes du charbon et aussi de chauffer ces gaz jus qu'à leur température de brûlage ou de combustion. les gaz inflammables chauds traversent le tube 9 du brûleur et à l'endroit où ils quittent le brûleur, c'est-à-dire à la tête 10 du brûleur, on ajoute de l'air pour assurer la combustion totale. Cet air comburant est également fourni par la soufflante 4. Avant de se mélanger avec les gaz inflammables à la sortie de la tête du brûleur, l'air comburant a traversé une vanne de réglage 6, puis la zone Il surmontant la chambre de combustion, afin de refroidir ces éléments et de se réchauffer eux-memes, avant de passer autour du tube de brûleur 12 et de se mélanger aux gaz de combustion à la sortie de la tête 10. Pour obtenir un bon mélange air/gaz, on peut envisager différentes formes de tetes de turbulence pour le brûleur. Grâce à cette disposition, il est possible d'assurer un brûlage efficace et sans risque de pollution atmosphérique en utilisant du charbon de qualité inférieure. Ce système est applicable à des générateurs de vapeur, des chaudières de chauffage central, des fours industriels et même des fours domestiques alimentés en charbon. REVENDICATION Brûleur à gazéification de charbon, caractérisé en ce qu'une chambre de combustion pourvue d'un isolement thermique très efficace est également refroidie par de l'air qui est en même temps utilisé pour la combustion des gaz qui ont été dégagés du charbon lors dtune premiere combustion, puis chauffes jusqu'à leur tempé- rature de combustion et soufflés hors du corps du brûleur, en ajoutant à nes gaz, a l'endroit où ils sortent du corps du brûleur, l'air comh-rant nécessaire pour les brûler efficacement et sans produire fumée.