Brevet FR2519116A1 — publié le 19830701

La présente invention se rapporte à un nouveau dispositif qui peut titre utilisé pour la combustion- de toutes les Ca- tégories de combustibles solides pulvérisés, qui permet d'obtenir une combustion parfaite et d'un rendement relevé et permet en mye temps de réduire considérablement le volume des chambres de combustion des appareils ou installations auxquels il s'applique. La difficulté principale qui se présente dans la combustion des combustibles solides réside dans la difficulté de l'allumage, du fait que le combustible parvent au bradeur pratiquement froid et que, pour assurer sa combustion totale, il est nécessaire de former de grandes flammes qui exigent naturellement des volumes de chambres de combustion de fours correspondantes, alors qutelle ne représente pas un trop grave inconvénient dans les grands fours industriels cette particularité est désavantageuse dans le cas des générateurs de vapeur, fours de petite capacité, chaudieres et analogues, dans lesquels le volume disponible est toujours limité aux dimensions de l'appareil ou de l'installation. Le dispositif suivant l'invention vise à remédier å cet inconvénient sans entratner aucune réduction du rendement de la combustion mais, au contraire, en la facilitant considérablement, du fait qu'il permet d1amener-le combustible aux brû- leurs dans un état de pre-allumage, sans avoir à recourir pour cela à des éléments étrangers ni à des appareils additionnels qui pourraient accrottre le prix des installations, et en mettant à profit les gaz chauds qui proviennent de la chambre de combustion. Le dispositif suivant l'invention est essentiellement constitué par un injecteur d'air sous pression, de préférence équipé d'une soupape de réglage.du débit, face & la bouche de brûleur de la chambre de combustion, bouche qui présente de son côté une forme élargie ou évasée et par une chambre avant, dans laquelle débouchent la buse de l'injecteur et qui est en outre en communication avec un conduit ou une tuyère qui com munique & son tour avec la chambre de combustion. C'est à ce conduit ou à cette tuyère qu'on fait arriver le combustible pulvérisé, de manière que celui-ci subisse l'action calorifique des gaz provenant de la chambre de combustion et est porté à une température qui détermine son inflammation préalable, avant d'etre entratné par la pression impulsion de l'air sous pression que lton fait pénètre dansla bouche du brûleur. Pour compléter, on dispose éventuellement une entre d'airzadditionnelleS avantageusement équipée d'une vanne de réglage, en amont de l'entrée de combustible solide pulvérisé, pour favoriser si nécessaire ltentraSnement de ce combustible vers la bouche du brtleur. A proximité de l'entrée des gaz provenant de la chambre de combustion, il est prévu de placer un chaleur ou dispositif d'allumage approprié pour amorcer la combustion du combustible au moment de la mise en marche de l'appareil ou l'installation dont il s'agit et dont la veilleuse, le bradeur ou équivalent pourra 8tre.éteint ultérieurement, lorsqu'on aura atteint la température de régime et, à cette fin, il est également prévu d'agencer éventuellement des dispositifs de réglage automatique ou de commande qui sont nécessaires pour l'efficacité du fonctionnement de ce dispositif. Enfin, il est également prévu de disposer dans le conduit ou la tuyère d'amenée des gaz provenant de la chambre de combustion une vanne appropriée pour le réglage du débit de ces gaz. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparattront au cours de la description qui va suivre. Le dessin annexé représente à titre d'exemple une installation à laquelle le dispositif suivant l'invention est appliqué. Suivant l'invention, le dispositif est essentiellement constitué par un injecteur 1 alimenté en air sous pression par un ventilateur impulseur 2 et dans le conduit duquel est disposée une vanne due réglage 3 destinée à règler le débit d'air. La buse de l'injecteur 1 est disposée à l'intérieur d'une chambre 4, placée en avant de la bouche de brtleur 5, qui débouche avec une forme évasée dans la chambre de combustion C, l'injecteur 1 formant, en combinaison avec la chambre 4, un tube de Venturi dont l'action s'exerce sur un conduit ou une tuyère 6, qui fait communiquer la chambre 4 avec la chambre de combustion C à travers la vanne de réglage 7. Avec la tuyère 6 communique également un autre conduit 8 par lequel on introduit dans cette tuyère le combustible pulvérisé provenant d'un alimentateur approprié et qui descend par un conduit 9, lequel est également équipé d'une vanne de réglage 10. Le conduit 8 communique, à sa partie amont avec une entrée d'air 11 équipée d'une vanne de réglage 12, servant à assurer un apport d'air supplémentaire pour faciliter l'entrai- nement du combustible dans le cas ob c'est nécessaire, ainsi qu'on le verra plus bas. Au point de confluence entre les conduits 6 et 8, est disposé une veilleuse, un bradeur ou équivalent 13 destiné à faciliter l'allumage pour la mise en marche. Le dispositif ainsi constitué fonctionne de la façon suivante L'injecteur 1 introduit l'air pulsé par le ventilateur 2 dans la bouche de bradeur 5 et, par effet Venturi, cet air pulsé engendre dans la chambre 4, une dépression qui se transmet dans le conduit ou la tuyère 6, en provoquant ltentråne- ment du combustible solide pulvérisé acheminé par le conduit 9, 8, ainsi qu'une aspiration des gaz de la chambre de combustion. Le combustible pulvérisé est mélangé à la fois avec une petite quantité d1air qui entrera par le conduit 11, convenablement réglé par la vanne 12. L' air chaud provenant de la chambre de combustion échauffe donc le combustible qui entre par le conduit 8, en le portant à la température d'allumage et en faisant débuter la combustion (précombustion) au moment oA le combustible atteint la chambre 4. De cette façon, la flamme produite dans cette zone ou chambre 4:revoit tout l'air nécessaire pour assurer la combustion complète dans la bouche de brûleur 5. Ainsi qu'il est facile de le comprendre, l'air fourni par l'injecteur 1 représente la plus grande fraction de l'air total et c'est lui qui entrain et projette la flamme vers l'intérieur de la chambre de combustion C. Si le cycle démarre alors que l'appareil est froid,-il est nécessaire de commencer par allumer la veilleuse ou le bradeur 13, et de le laisser allumé jusqu'à ce que le dispositif ait atteint sa température de régime ou de travail et, ce moment, on pourra éteindre le brûleur 13, le cycle continuant ensuite de façon autonome.Le fonctionnement du brû- leur 13 est facile à règler au moyen des commandes appropriées, sans que le dispositif ne risque de s'éteindre ultérieurement. Les éléments constitutifs de l'installation étant ainsi construits et agencés, il est facile de comprendre que le débit d'air introduit par l'injecteur 1, ainsi que sa pression, peuvent etre facilement réglés au moyen de la vanne 3, en fonction de la quantité de chaleur que l'on désire produire et de la température qu'on désire obtenir à l'intérieur de la chambre de combustion C. De mme, il est possible de régler le débit d'air pri maire qui correspond au débit de l'air chaud ou des gaz qui proviennent de la chambre de combustion C, plus l'air apporté par le conduit 11, par réglage des vannes 7 et 12 respectivement, afin d'obtenir une relation appropriée entre ce mélange et l'air secondaire introduit au moyen de l'injecteur 1. Ces réglages peuvent avantageusement, bien que non nécessairement, s'effectuer de façon automatique, si l'on monte à cet effet les appareils de commande nécessaires qui commandent les vannes de commande précitées. De même, la quantité de combustible pulvérisé peut être réglée, par action manuelle ou automatique, au moyen de la vanne io, et également en fonction de la quantité de chaleur à pro duire et de la température à obtenir dans la chambre de combustion C. Ainsi qu'il est facile de le comprendre à 1a lecture de ce qui a été exposé, l'inflammation préalable du combustible dans la chambre 4, qui est une conséquence du chauffage réalisé dans le conduit ou la tuyère 6, permet-d'utiliser des flammes beaucoup plus courtes que celles que lton utilise dans les dispositifs de combustion habituels, ce qui apporte la possibilité de réduire les dimensions et le volume général des chambres de combustion et, par conséquent, des appareils auxquels le dispositif s'applique. Par ailleurs, dans le cas où le dispositif est appliqué à un générateur, un four, une chaudière ou équivalent déjà existant, la chambre de combustion, qui est dans la majeure partie des cas, celle qui est prévue dans ces appareils ou installations, n'a pas à être modifiée, puisqu'il suffit d'étudier les points les mieux appropriés pour le montage du dispositif afin d'obtenir les effets désirés. REVENDICATIONS 1 - Dispositif de combustion pour combustibles solides pulvérisés, caractérisé en ce qu'il est essentiellement constitué par un injecteur drair sous pression (1), de préférence équipé dtune vanne (3) de réglage du débit, placé face à la bouche du bradeur (5) de la chambre de combustion (C), avec la-quelle il communique à travers une chambre (4) dans laquelle débouche la buse dudit injecteur et d'une partie ou bouche élargie ou évasée, ladite chambre (4) étant en communication directe avec la chambre de combustion (C) å travers un conduit ou une tuyère (6 > dans laquelle débouche de même un conduit (9) d'acheminement du combustible solide pulvérisé. 2 - Dispositif suivant la revendication 1, caractérisé en ce que la jonction du conduit ou tuyère-(6) qui fait communiquer la chambre (4) de l'injecteur avec la chambre de combustion (C) est située en un point proche de la bouche d'entrée cependant que, à proximité du point de confluence du conduit (6) et du conduit (8) d'arrivée du combustible solide est avantager sement disposé un dispositif d'allumage approprié (13), par exemple une veilleuse, un brtleur ou équivalent, pour la mise en marche du dispositif. 3 - Dispositif suivant l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que le conduit (9) d'acheminement du combustible solide pulvérisé est relié au conduit (8) d'arrivée dudit combustible, qui débouche directement au-dessus dudit premier conduit précité, de préférence à travers une vanne de réglage appropriée (10). 4 - Dispositif suivant l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le conduit qui achemine le combustible solide pulvérisé au conduit ou à la tuyère (6) é tablissant la communication entre la chambre (4) de l'injecteur et la chambre de combustion (C) est de préférence relié à une entrée d'air extérieur (11) qui.est avantageusement également munie d'une vanne de réglage du débit (12). S - Dispositif suivant l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que le conduit ou la tuyère (6) qui fait communiquer la chambre (4) de l'injecteur avec la chambre de combustion (C) est également avantageusement équipé d'une vanne de réglage (7).