Brevet FR2561366A1 — publié le 19850920

L'invention a pour objet un dispositif d'alimentation en gaz d'une grille de fluidisation à deux circuits distincts au moins ayant chacun de multiples orifices de sortie. Une telle grille est utilisable, par exemple mais non obligatoirement, dans un foyer de combustion de combustible granuleux du type décrit dans le brevet FR-A- 82 00815 du deman- deur. Dans cette grille un premier circuit de soufflage d'air - qui est l'air de fluidisation - se termine par un grand nombre d'orifices situés dans un premier plan de la grille et un second circuit de soufflage d'air se termine par un grand nombre d'orifices situés de préférence dans un second plan de la grille placé à un niveau supérieur au niveau du premier plan, par exemple, les orifices du second circuit se trouvent à des niveaux différents par rapport à des troncsde pyramide qui s'élèvent en alternance à partir de la surface de la grille. L'avantage essentiel apporté par une telle grille est qu'elle permet de régler l'allure de la combustion et la puis- sance du foyer dans une gamme étendue au moyen du réglage du débit d'air par l'un et par l'autre circuit. Si on tient compte qu'il est souhaitable de réguler le débit respectif de chaque circuit et, aussi, de réguler le débit soufflé par certains orifices par rapport à d'autres orifices appartenant au même circuit, on constate que l'on doit utiliser un nombre élevé de vannes et de diaphragmes de réglage de débit dont la ges- tion devient un véritable problème. Le but principal de l'invention est d'apporter un.. dis- positif qui facilite grandement le contrôle du soufflage de l'air par des orifices différents de l'un et de l'autre circuit et, ainsi, le réglage du débit total d'air fourni à la grille. Selon l'invention, les orifices de chacun des circuits sont réunis par groupes de plusieurs orifices (cinq orifices par exemple) et chaque groupe est alimenté en gaz au moyen d'un collecteur de réglage de débit comprenant un corps statorique allongé raccordé aux orifices en des points esspacésr et un corps mobile allongé déplaçable à l'intérieur du corps statorique entre plusieurs positions prédéterminées à chacune desquelles correspond respectivement un réglage du débit d'alimentation ou de non alimentation en gaz de chacun des orifices. Dans un-mode de réalisation de l'invention, le corps statorique allongé est un cylindre raccordé en des points espacés dans son sens longitudinal le long d'une ligne déter- minée, respectivement à chacun des orifices au moyen de tubulures correspondantes ayant un diamètre intérieur déterminé et le corps mobile de réglage de débit est un tube supporté concentriquement à l'intérieur du cylindre statorique pour pouvoir tourner dans celui-ci, ce tube rotorique étant rac- cordé à une extrémité à un collecteur d'arrivée d'air, accou- plé à son extrémité opposée à un moteur d'entraînement en rotation, et ayant plusieurs lignes longitudinales déterminées espacées en sens circonférentiel, en nombre supérieur d'une unité au nombre des orifices composant un groupe; ces lignes longitudinales correspondent à autant de positions déterminées qui peuvent être données au tube rotorique à l'intérieur du cylindre statorique par le moteur d'entraînement pour mettre chacune de ces lignes longitudinales à volonté en corres- pondance avec la ligne déterminée le long de laquelle se trouvent les tubulures de raccordement du cylindre statorique avec les orifices. Chaque ligne longitudinale sert au réglage du débit d'air, par exemple à partir d'une valeur nulle à tous les orifices à une valeur maximum par tous les orifices en passant par l'alimentation progressive d'un premier orifice, puis d'un deuxième orifice, puis d'un troisième, etc... A cette fin, des ouvertures de passage d'air sont prévues aux endroits voulus sur les lignes longitudinales déterminées pour pouvoir être mises en face des tubulures de raccordement; ces ouvertures de passage ont, de préférence, une section droite inférieure à celle des tubulures de raccordement. Dans une grille ayant deux circuits distincts de soufflage d'air, les orifices de chaque circuit sont répartis en groupes et chaque groupe est raccordé à un collecteur de réglage de débit comme expliqué ci-dessus. Dans le cas ou il existerait un ou plusieurs autres circuits distincts, les orifices de chacun d'eux pourraient être groupés et raccordés comme on vient de le décrire, à un collecteur de réglage correspondant, l'invention n'étant nullement limitée à deux circuits. On donnera maintenant, sans intention limitative et sans exclure aucune variante, une description d'un exemple de réalisation de l'invention en relation avec une grille à deux circuits de soufflage d'air. On se rapportera au dessin annexé dans lequel: - la figure 1 est une vue en élévation, en partie en coupe, d'une partie d'une grille à deux circuits alimentés en air par des dispositifs conformes à l'invention, - la figure 2 est une vue en perspective de deux groupes d'orifices alimentés en air par les dispositifs de la figure 1, - la figure 3 est une figure qui représente un tube rotorique développé pour en montrer les ouvertures de passage d'air. L'exemple décrit ici est celui d'une grille de fluidi- sation pour la combustion de charbon granuleux, composée d'un grand nombre de pyramides inversées 1 juxtaposées alimentées en air de fluidisation et en air comprimé par deux circuits distincts. Le nombre des pyramides d'une grille peut être élevé; par exemple de l'ordre de 80 pour une chaudière de t/h de vaporisation ou de 100 pour une chaudière de 80 t/h/vaporisation. A la partie inférieure de chaque pyramide il existe un embout 2 pour le raccordement 3 une chambre de soufflage 3 fermée par un fond démontable 4. Au centre de ce dernier passe une tubulure 5, disposée axialement et dirigée vers la pyramide 1 pour se terminer dans la chambre 3 par un orifice 6 par lequel on envoie de l'air comprimé. Sur le côté de cette même chambre 3 débouche par un orifice lateral 7 une tubulure 8 par laquelle on souffle de l'air de fluidisation. L'air comprimé sert à déboucher ou à dégager les pyramides 1 après un arrêt ou après un ralentissement de la combustion; quand la pyramide a été dégagée par l'air comprimé, on y envoie de l'air de fluidisation et on arrête le débit d'air comprimé. Il ne s'agit là que d'un exemple, l'invention étant indépendante du type de grille et même, comme on l'a déjà dit, du nombre des circuits d'air propres à une grille et de la fonction précise de chaque circuit. Selon l'invention, on réunit les orifices 6 d'un circuit et 7 d'un autre circuit respectivement en groupes de plusieurs unités, cinq dans cet exemple, et on les raccorde chacun respectivement à un collecteur 9, 10 de réglage de débit. Chacun de ces collecteurs 9, 10 comprend un cylindre statorique 11, 12 auquel se raccordent respectivement, en des points espacés le long d'une génératrice 11A à 11E et 12A à 12E, d'une part les tubulures 5, d'autre part les tubulures 8. A l'intérieur de chaque cylindre statorique 11, 12 est monté concentriquement avec une possibilité de rotation un tube rotorique 13, 14 respectivement. A une extrémité, chaque tube rotorique est accouplé en rotation à l'arbre d'un moteur , 16 respectivement. A l'extrémité opposée chaque tube rotorique est raccordée à une canalisation d'alimentation, respectivement 17 pour l'air comprimé, 18 pour l'air de fluidi- sation. Des vannes d'arrêt 19, 20 et éventuellement des dia- phragmes 21 sont montés entre chaque canalisation d'alimentation 17, 18 et chaque tube rotorique 13, 14 correspondant. Des joints d'étanchéité (non représentés) sont installés aux deux extrémités des cylindres statoriques 11, 12 pour en assurer l'étanchéité sans gêner la rotation des tubes rotoriques 13, 14, ni leur alimentation respectivement en air comprimé et en air de fluidisation. En face de chacun des points de raccordement 11A à 11E et 12A à 12E des tubulures 5, 8 avec les cylindres stato- riques 11, 12, il existe sur chaque tube rotorique 13, 14, une ligne circulaire sur laquelle on prévoit les moyens voulus pour assurer comme on le désire l'alimentation en air comprimé ou enair de fluidisation envoyé à chaque pyramide 5 du groupe, en fonction des conditions de fonctionnement. La figure 3 montre le développement sur une surface plane du tube rotorique 14 fendu le long d'une génératrice. On a tracé en trait mixte 6 génératrices repérées G1 à G6 qui sont espacées de 60 les unes des autres. La génératrice G1 ne présente aucune ouverture de passage d'air; sur la génératrice G2 il y a cinq ouvertures 22 de passage d'air, sur la génératrice G3 quatre ouvertures 22, sur la génératrice G trois ouvertures 22, sur la généra- trice G5 deux ouvertures 22 et sur la génératrice G6 une ou- verture 22. Ces ouvertures 22 sont situées en correspondance !3 avec les points de raccordement 12A à 12E. Elles sont identi- ques et elles ont chacune une section droite qui est inférieure a la section droite des tubulures 8 de raccordement, de sorte qu'elles jouent le rôle de diaphragme de réglage par rapport à ces dernières. Avantageusement, le cylindre statorique 11, 12 et le tube rotorique 13, 14 sont concentriques avec un faible jeu en sens radial. Quand, à l'aide du moteur 16, le tube rotorique 14 a été déplacé en rotation pour que la génératrice G1 se trouve en face des tubulures 8, l'alimentation en air de fluidisation est interrompue. En déplaçant de la même façon les génératrices G2 à G6 on alimente à volonté cinq pyramides 1, ou quatre seulement, ou trois, ou deux ou une seule. Le tube rotorique 13 possède également des ouvertures de passage 23 que l'on peut mettre à volonté en face des tubulures de raccordement 5, mais ces ouvertures 23 ne sont pas réalisées selon le même schéma parce que les besoins en air comprimé sont différentso Il existe six génératrices dont l'une n'a aucune ouverturepour ltinterruption de l'alimenta- tion, les cinq autres génératrices ont chacune une ouverture 23 seulement et ces ouvertures sont décalées de la distance séparant les pyramides 1, d'une génératrice à la suivante; ainsi on ne peut alimenter en air comprimé qu'une pyramide 1 à la fois; on alimente ces pyramides pour les déboucher successivement. Dès qu'une pyramide est débouchée, on l'ali- mente en air de fluidisation et on maintient ensuite cette alimentation en air de fluidisation des pyramides débouchées. Dans une autre installation, la disposition des ou- vertures de passage d'air pourrait être différente, en fonc- tion de l'utilisation; on remarquera que pour régler le débit à l'aide du dispositif de l'invention, le nombre des génératrices et des positions déterminées du tube rotorique 13, 14 à l'intérieur du cylindre statorique 11, 12 est supérieur d'une unité au nombre des orifices qui sont réunis en un groupe. Le choix d'une génératrice, qui est une ligne droite, pour y prévoir les ouvertures de passage 22 n'est pas obligatoire; les ouvertures pourraient être réparties sur des lignes non rectilignes, hélicoïdales par exemple, pourvu que l'on puisse donner aux ouvertures les emplacements qu'elles doivent occuper pendant le fonctionnement. Dans l'exemple décrit ici, les pyramides 1 ont aussi une tubulure 24 qui débouche dans l'embout 2 pour l'irntroduc- tion dans le foyer d'un gaz ou d'eau. Le réglage de l'alimen- tation de ces tubulures 24 pourrait être fait aussi au moyen d'un dispositif conforme à l'invention. La disposition relative des dispositifs autour d'une grille dépend de la grille elle- même; avec une grille carrée ou rectangulaire, les collec- teurs de réglage de débit peuvent être disposes parallèlement; avec une grille circulaire, il est préferable de les disposer selon des rayons. 256X366 REVENDICATIONS 1. Dispositif d'alimentation en gaz pour en régler le débit d'une grille de fluidisation à plusieurs circuits distincts, comprenant chacun des orifices (6,7) de soufflage à l'extrémité d'une tubulure correspondante (5,8) alimentée à partir d'une canalisation d'alimentation (17,18), caractérisé - en ce que les orifices (6,7) de chacun des circuits sont réunis par groupes de plusieurs orifices et chaque groupe est alimenté en gaz par l'intermédiaire d'un collecteur de réglage de débit (9, 10) comprenant un corps statorique allongé (11, 12) raccordé aux orifices (6,7) du groupe, et un corps mobile allongé (13,14) déplagable à l'intérieur du corps statorique (9,10) entre des positions prédéterminées en nombre supérieur d'une unité au nombre des orifices de chaque groupe, chaque position prédéterminée correspondant à une position d'alimentation de chacun des orifices du groupe d'orifices. 2. Dispositif d'alimentation selon la revendication 1, caractérisé en ce que le corps statorique allongé est un cylindre (11, 12) raccordé en des points de raccordement espacés (11A à llE et 12A à 12E) dans son sens longitudinale le long d'une ligne déterminée, à chacun des orifices (6,7) d'un groupe par une tubulure de raccordement (5, 8). 3. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que le corps mobile allongé est un tube rotorique (13, 14) supporté dans le cylindre (11,12) et accouplé à un moteur (15,16) pour occuper, en tournant, l'une quelconque des lignes longitudinales prédéterminées (G1 à G6) espacées en sens circonférentiel en nombre égal à celui des positions prédéterminées, chaque ligne longitudinale (G1 à G6) étant destinée à être pourvue, selon les besoins, d'ouvertures (22) de passage de gaz en correspondance avec les points de rac- cordement (11A à 11lE et 12A à 12E) du cylindre statorique (11, 12). 4. Dispositif selon la revendication 3, caractérisé - en ce que chaque tube rotorique (13,14) est accouplé à son moteur respectif (15,16) par une de ses extrémités et il est raccordé par son extrémité opposée à une canalisation d'ali- mentation correspondante (17,18), des joints d'étanchéité étant disposés à ses deux extrémités pour assurer l'étanchéité par rapport au cylindre statorique (11,12). 5. Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que le cylindre statorique (11,12) et le tube rotorique (13,14) sont disposés concentriquement avec un faible jeu, en sens radial, cependant que les ouvertures de passage (22) ont une section droite inférieure à la section des tubulures de raccordement (5,8). 6. Dispositif selon la revendication 1, pour une grille de combustion de charbon granuleux fluidisé, caracté- risé en ce qu'un premier circuit est un circuit d'air comprimé de débouchage et un second circuit est un circuit d'air de fluidisation, les positions prédéterminées de réglage de débit correspondant pour l'air comprimé à l'alimentation successive d'un orifice (6) après un autre orifice (6) et correspondant pour l'air.de fluidisation à l'alimentation progressive des orifices (7) les uns après les autres, à partir d'un premier orifice jusqu'à l'ensemble des orifices.