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PERFECTIONNEMENTS AUX CHARGEURS MECANIQUES A DISPERSION
Cette invention concerne les chargeurs mécaniques à dispersion.
Dans les foyers à chargeur mécanique à dispersion actuellement en usage, le combustible est projeté par des distributeurs mécaniques qui projettent une pluie de combustible en arrière dans le foyer et, bien que diverses propositions aient été faites pour projeter le combustible dans un foyer au moyen d'un jet de fluide élastique, ces propositions n'ont pas reçu d'applications dans l'industrie.
La présente invention vise à procurer des chargeurs mécaniques à dispersion où le combustible est projeté par des courants de fluide élastique,
Un but de l'invention est d'assurer une projection de combustible sans nécessiter à cet effet l'admission d'un fluide élastique à une vitesse ou à-une pression excessivement élevéeo
Un autre but est de procurer un chargeur mécanique à dispersion où l'air est envoyé au-dessus de la grille d'une manière particulièrement efficace pour activer la combustion au-dessus de la couche de combustible sur la grille.
Un autre but encore est de répartir et de brûler le combustible efficacement sur unengrille mobile.
La présente invention comprend le procédé de conduite d'un foyer à chargeur mécanique à dispersion avec projection du combustible dans le foyer par un fluide élastique, caractérisé en ce qu'on donne au début une accélération au combustible au moyen d'un jet du fluide élastique le long d'une voie présentant une faible inclinaison de bas en haut dans le sens du mouvement ou pas d'inclinaison du tout, et on fait ensuite dévier le combustible au moyen d'une surface de guidage dirigée de bas en haut, de manière que le combustible soit déqhargé dans une direction ascendante d'in- clinaison appropriée sur l'horizontale.
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L'invention concerne aussi un chargeur mécanique à dispersion où le combustible est projeté à l'intérieur d'un foyer par un fluide élastique, caractérisé en ce qu'il comporte une voie horizontale ou sensiblement telle, un dispositif pour amener le combustible sur la voie dans une région à une extrémité de la voie, un orifice communiquant avec une admission de fluide élastique sous pression et aménagé pour projeter un jet de fluide le long de la voie, et,à l'autre extrémité de la voie, un déflecteur présentant une surface inclinée de bas en haut dans une direction s'écartant de la voie et destiné à décharger le combustible dans une direction ascendante d'inclinaison appropriée sur l'horizontale.
L'invention comprend en outre le procédé de conduite d'un foyer à chargeur mécanique à dispersion, avec projection du combustible à l'intérieur du foyer par un fluide élastique, caractérisé en ce qu'on utilise, une décharge de fluide élastique sur une voie de manière à assurer la projection du comoustible dans la chambre de combustion et le dépôt de combustible sur la grille avec une répartition du combustible suivant les dimensions des particules le long de la grille, de telle sorte que d'une façon générale les grosses particules sont déposées vers l'avant de la grille et les particules plus petites vers l'arrière de la grille, on fait mouvoir la grille d'avant en arrière et on règle séparément l'admission de l'air à différentes régions de la grille.
L'invention sera décrite ci-après, à titre d'exemple, avec référence dessins annexés, dans lesquels :
Fig, 1 est une vue en coupe longitudinale de la partie inférieure d'un foyer à chargeur mécanique par dispersion,
Fig. 2 montre à plus grande échelle une partia de la fig. 1 comprenant un disperseur,
Fig. 3 est une vue en plan d'une partie du mépanisme d'amenée du charbon au foyer comprenant deux disperseurs adjacents, en coupe suivant la ligne III-III de la fig. 1,
Fig. 4 montre une autre partie de la fig.
1, également à plus grande échelle, représentant un dispositif adjacent à l'extrémité inférieure de la paroi arrière de la eha3l&re de combustion, agencée pour rediriger le charbon en avant à l'intérieur du foyer, et Figso 5 et 6 représentent des variantes des disperseurs que montrent les fige. 1 à 3.
Comme on le voit sur les Fige. 1 à 4 des dessins, le foyer possède une paroi avant 1 et une paroi arrière 2 aux extrémités d'une chambre de combustion 3 située au-dessus d'une grille mobile 4 du type à chaîne, établie de manière que son brin supérieur se déplace de l'avant à l'arrive.
En avant de la paroi antérieure 1 et latéralement par rapport à celle-ci, se trouve une trémie 5, dans laquelle le charbon est amené d'une soute supérieure 6 par une goulotte mobile 7. Un certain nombre d'alimentateurs 8, fonctionnant suivant le principe des surfaces transporteuses sans fin sont placés à la partie inférieure de la trémie, l'un à côté de l'autre en une- rangée disposée latéralement par rapport au foyer. Les alimentateurs sont aménagés pour pouvoir, pendant le fonctionnement, enlever le charbon de la trémie vers l'arrière. De préférence tous les alimentateurs sont actionnés à la marne vitesse par un mécanisme de transmission commun.
Les quantités de charbon amenées par les alimentateurs peuvent être réglées individuellement en soulevant ou en abaissant des registres à guillotines 9 placés au-dessus des extrémités arrière des alimentateurs et pouvant coulisser dans la paroi arrière 10 qui est une paroi double de la trémieo
Des plaques 11 empêchentle charbon de tomber en avant des alimentateurs et des dispositifs nervurés 12 l'empêchent de tomber entre les alimentateurs.
Le charbon venant des extrémités arrière des alimentateurs est
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susceptible de tomber sur un plan commun 13 incliné de haut en bas vers l'ar- rière. A la partie inférieure du plan incliné, derrière chaque alimentateur, se trouve une plaque 14 d'un appareil disperseur correspondant 15, qui est agencé pour recevoir le charbon tombant de l'extrémité arrière de l'alimen- tateur. Le plan incliné est pourvu entre les disperseurs adjacents de mas- sifs 16 en briques réfractaires, qui présentent des surfaces inclinées 17 perpendiculaires à la surface principale du plan incliné et destinées à di- riger le charbon qui tombe sur celui-ci @ers le disperseur le plus proche.
Les surfaces latérales 18 des massifs 16 ont pour effet de confiner le char- bon tombant dans des parcours qui le conduisent aux disperseurs.
A proximité de la plaque 14 de chaque disperseur la partie in- férieure du plan incliné est formée par un bloc métallique 19. La surface du plan incliné au-dessus de ces blocs, entre les massifs réfractaires 16 et au-dessus de leur niveau, est constituée par les surfaces des briques réfractaires 20.
Une plaque racleuse fixe 21 est située à proximité de l'extré- mité arrière de chaque alimentateur pour faire tomber de la surface trans- porteuse de l'alimentateur le charbon qui pourrait sans cela y adhérer.
Un écran 22 s'étehant de haut en bas vers l'avant sur la paroi avant 1 du foyer près du fond de celui-ci est destiné à intercepter le rayonnement du foyer qui pourrait détériorer les parties mécaniques des alimentateurs.
@ La fistance d'ae en axe de deux disperseurs contigus est de l' 91/2" (54 cm).
Chaque plaque de disperseur 14 est boulonnée au bloc 19 et est pourvue d'une voie 23 s'étendant horizontalement et vers l'arrière, de la partie inférieure du plan incliné à une distance de 5" (12,7 cm); la partie arrière 24 de la plaque constitue un déflecteur formant une surface de guidage courbée vers le haut, la courbure étant cylindrique autour d'un axe s'étendant latéralement à une distance de 6" (15,25 cm) de la surface supérieure de la plaque; celle-ci se termine à un endroit où son inclinaison fait un angle de 33 , ou approximativement, sur l'horizontale. Les bords latéraux 25 de la plaque divergent de l'avant à l'arrière, l'écart étant de 10 3/4" (27,3 cm) au bord avant de la voie et de 16" (40,6 cm) au bord arrière du déflecteur.
Les bords latéraux de la plaque sont pourvus de parois de guidage verticales 26 dont les bords supérieurs sont horizontaux et situés à une hauteur de 2 1/2" (6,35 cm) au-dessus du niveau de la voie 23 et qui présentent des prolongements 27 dirigés de bas en haut vers l'avant et déterminant le parcours à effectuer par le charbon tombant sur la partie du plan incliné formée par le bloc 19.
Le disperseur est situé de telle manière que la voie 23 se trouve à 12 5/8" (32 cm) au-dessus de la grille.
Le chargeur mécanique à dispersion comprend aussi un orifice allongé 30 ménagé horizontalement dans le bloc 19. L'orifice à une largeur de 10 (25,4 cm) et une profondeur de 19/64" (0,75 cm), son bord inférieur se trouvant à 1/2" (1,27 cm) au-dessus du plan de la voie 23. L'orifice coincide avec une fente 31 ménagée dans un conduit 32 s'étendant à proximité des extrémités inférieures du plan incliné, transversalement au foyer et destiné à amener l'air à tous les disperseurs.
Le conduit 32 est utilisé pour supporter les disperseurs; à cet effet, les blocs 19 sont fixés au conduit 32 par des vis. La position du plan incliné 13 par rapport au conduit 32 est réglée par des ferrures 33 qui sont boulonnées aux plaques 34 supportant les briques réfractaires 20 et présentent des parties courbées s'adaptant à la forme du conduit 32.
L'espace situé en dessous de;la majeure partie du brin supérieur de la grille est divisé en compartiments 35 à 40 auxquels de l'air pour admission sous la grille est amené sous le contrôle de clapets ou de papillons respectifs 35a à 40a. Les compartiments s'étendent, comme des zones, trans- versalemeit à la grille et le réglage des quantités d'air correspondantes
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qui y sont admises permet de faire varier l'allure de la combustion atteinte dans les différentes zone s pour s'adapter à la nature du charbon à brûler.
A l'extrémité arrière du foyer, le contenu de la grille est conduit sous une arche 45 à la partie inférieure de la paroi arrière 2 du foyer, avant d'être enlevé de la grille par les barres à cendres usuelles 46 à l'extrémité arrière de la grille. Un bouclier vertical 47 à garniture réfractaire, est prévu à l'avant de l'arche 45 et la face avant de ce bouclier se trouve dans le même plan que la paroi arrière 2, au-dessus de l'arche, dont elle forme un prolongement descendant, tandis qu'à l'extrémité inférieure du bouclier se trouve une- languette 55 inclinée de bas en haut vers l'avanto La languette est soudée à un tuyau 54 dont l'axe se trouve à une distance de l' 1 1/2" (34 cm)
au-dessus du niveau de la surface principale de la grille et qui est perforé juste au-dessus du niveau de la surface supérieure de la languette pour former une série d'orifices 56, de 1/16" (1,5mm) de profondeur chacun, placés côte à côte sur toute la largeur du foyer pour assurer depuis la languette, d'arrière en avant, dans le foyer, le soufflage du charbon tombant sur cette languette. Le tuyau 54 est convenablement alimenté en air de la même source et sous la même pression que l'air envoyé au conduit 320
Le bouclier 47 est fixé directement à des blocs de support 52 et, le tuyau 54 est .supporté par ceux-ci par l'intermédiaire de barres de support 57, les blocs 52 étant serrés sur l'arc arrière 45 entre des tubes d'eau contigus 53 de la paroi arriéra 2.
Le bouclier 47, la languette 55 et le tuyau 54 sont convenablement divisés en sections qui sont placées étroitement l'une à coté de l'autre sur toute la largeur du foyer.
Le foyer est agencé pour la production de gaz chauds destinés à la production de vapeuro Les gaz sont conduits d'une manière appropriée sur des surfaces de chauffe (non représentées) comprenant des tubes vaporisants et des tubes de surchauffe de la vapeur et subséquemment à travers un économiseur. Avant que les gaz n'atteignent l'économiseur, on peut les faire passer par un classificateur ou trieur, construit comme décrit dans le brevet n 483.739 de la Demanderesse et dans le but qui y est spécifié, pour l'enlèvement d'une partie seulement des escarbilles contenues dans les gaz, et ces escarbilles, qui comprennent celles dont une notable partie du poids se trouve à l'état de matières combustibles sont ajoutées en 60 au charbon qui pénètre dans la goulotte mobile 7.
En service, le charbon préparé pour être brûlé dans un foyer à chargeur mécanique avec dispersion, c'est-à-dire broyé et susceptible de passer dans un anneau de 1/2" (1,27 cm), est amené de la soute 6 par la goulotte mobile 7 dans la trémie 5, et les alimentateurs sont actionnés de ma- nière à décharger le charbon d'une façon continue de la trémie dans les disperseurs 15. L'air est amené au conduit à une pression de 12 à 18" (30 à 45 cm) de colonne d'eau et après échappement des orifices 30, il projette d'une manière continue le charbon en arrière des disperseurs.
Les particules de charbon ou les colomérats ainsi envoyés dans le foyer brûlent partiellement en suspension dans la chambre de combustion au-dessus de la couche de combustible et partiellement dans la couche de combustible sur la grille 4, à laquelle de l'air venant sous celle-ci est envoyé par les- compar- timents 35 à 34. La cendre provenant de la-combustion du charbon sur la grille est déchargée à l'arrière de la grille De l'air est aussi envoyé au tuyau- 54 et projette de nouveau en avant dans le foyer des particules ou des congla- mérats de- particules de charbon qui parviendraient à la languette 55.
Les alimentateurs 8 fournissent le charbon d'une façon continue aux disperseurs 15. En tombant sur le plan incliné où ils viennent en contact avec les briques réfractaires 20 ou à proximité de celles-ci, les particules de charbon ou les conglomérats sont soumis à une dessiccation sous l'action du rayonnement de la chambre de combustion 3 du foyer et de la chaleur qu'ils reçoivent par contact avec les briques réfractaires 20 ou par la chaleur rayonnée de ces briques chauffées par rayonnement.
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Les plaques de disperseurs 14 à la base du plan incliné 13 ar- rêtent la descente du charbon. Lorsque les particules de charbon ou les conglomérats sont soumis à l'action des jets d'air venant des orifices 30 ils reçoivent une accélération d'avant en arriérée Pendant cette accéléra- tion' les voies 23 empêchent dans l'ensemble le charbon de tombera Les voies sont horizontales et l'accélération communiquée à une particule ou un conglomérat pendant qu'il se trouve sur une voie est plus grande que si la voie était dirigée de bas en haut vers l'arriérée Le déflecteur 24 à l'extrémité de la voie 23, fait dévier la particule ou le conglomérat à mouvement relativement rapide,
de telle façon qu'il quitte le disperseur suivant une trajectoire présentant une inclinaison de bas en haut sur l'ho- rizontale, dont l'angle est en général relativement grande Par suite des grands angles d'inclinaison sur l'horizontale et des grandes vitesses avec lesquelles les particules ou les conglomérats de charbon quittent les pla- ques des disperseurs, les particules ou les conglomérats de charbon desti- nés à brûler entièrement sur la frille tendent à parcourir des trajectoires qui les emportent à de grandes distances en arrière avant qu'ils n'atteignent le lit de combustible sur la grille On a constaté que de cette manière les conglomérats ou les particules de charbon peuvent être répartis sur une aire relativement grande de l'avant à l'arrière de telle sorte que le foyer peut présenter une chambre de combustion profonde.
Les courants d'air sor- tant des orifices 30 se développent en éventail sur une certaine étendue ' latéralement, tandis qu'en outre les particules ou les conglomérats de char- bon adjacents qui se trouvent sur chaque plaque de disperseur 14 tendent à être projetés par soufflage. Toutefois les particules et conglomérats de charbon sont aussi répartis de part et d'autre de chaque disperseur à l'extrémité arrière de celui-ci, de telle sorte qu'une couche suffisante de combustible se forme sur la grille sur toute la largeur de celle-ci.
L'air venant des orifices 30 et les particules ou conglomérats de charbon destinés à tomber sur la couche de combustible de la grille se déplacent, du moins au début, dans la même direction générale 'en même temps que l'air qui balaie ces conglomérats ou particules. Ceux-ci sont par conséquent léchés par l'air et mis en contact avec une grande quantité d'oxygène assurant un allumage rapide et une combustion complète de ces particules ou conglomérats.
Les gros conglomérats de charbon, pour autant que le rapport de leur surface au poids soit relativement faible, tendent à prendre une accélération beaucoup plus faible. sous l'action de l'air venant des orifices 30 et à être moins maintenus en suspension dans la masse de gaz s'élevant en général verticalement au-dessus de la couche de combustible sur la grille, et par conséquent ils tendent à tomber en plus grande proportion vers l'extrémité avant de la couche de combustible sur la grille. La combustion des gros conglomérats nécessite plus de temps que celle des partic ules ou des conglomérats de plus petites dimensions et cet intervalle de temps plus long leur est assuré parce que le brin supérieur de;la grille se déplace vers l'arrière.
Les conglomérats ou particules qui tombent près de l'extrémité arrière de la couche de combustible sur la grille tendent à prendre une accélération plus grande sous l'action des courants d'air venant des orifices et à se trouver en plus grande quantités en suspension dans la masse de gaz s'élevant en général verticalement au-dessus de la couche de combustible, c'est-à-dire qu'ils sont généralement constitués par les conglomérats ou particules de plus petites dimensions; par conséquent, bien qu'on dispose de moins de temps pour leur combustion dans la couche de combustible avant qu'ils ne soient déchargés de la grille, ils setont en général entièrement consumés sur la grille avant qu'ils n'atteignent les barres d'évacuation des cendres 46, vu qu'ils exigent moins de temps pour brûler.
Les particules-très!fines tendent non pas à tomber sur le lit de combustible de la grille, mais à être entraînées de bas en haut dans l'espace situé au-dessus de la couche de combustible. Ces particules tendent à suivre dans une mesure particulièrement élevée l'air sortant des orifices 30 lorsqu'il pénètre dans la masse de gaz s'élevant verticalement au-dessus
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de la couche de combustible Une grande partie de l'air pénet@e horizonta- lement ou à peu près horizontalement dans cette masse de gaz s'élevant verticalement tandis que d'autres parties de l'air, tourbillonnant au-dessus des disperseurs, comme c'est représenté en 70, sont de nouveau aspirées dans la direction originale du mouvement provoqué aux orifices 30.
La sortie des particules très fines du foyer est ainsi retardée de telle sorte que leur complète combustion à l'état de suspension est activée avant qu'elles ne quittent la chambre de combustion.
Le bouclier 47 présente à la chambre de combustion une surface sur laquelle le charbon rebondit pour tomber sur la grille dans le sens avant, ou qui conduit sur la languette 55 une grande quantité de conglomérats ou de particules tombant de la paroi arrière 2 et du bouclier même. L'air qui se décharge vers l'avant par les orifices 56 projette les conglomérats ou particules de charbon qui se trouvent sur la languette 55.
Les conglomérats ou les particules de charbon qui frappent le bouclier à l'extrémité de leurs trajectoires partant des disperseurs n'auraient pas, s'il n'y avait pas de bouclider et qu'ils pourraient tomber sur la grille, le temps de brûler complètement avant d'être emportés par la grille vers les barres d'évacuation des cendres 46, mais comme ils sont ramenés vers l'avant de manière à tomber sur la couche de combustible de la grille en avant du plan de la paroi arrière 2, un temps 'suffisant est accordé à ces conglomérats et particules pour leur permettre d'achever leur combustion dans le foyer.
En outre, le bouclier 47 réduit la tendance des particules ou conglomérats qui se trouvent dans la pluie de charbon projetée des disperseurs vers l'arrière, à parcourir des trajectoires qui les emporteraient sur ou au-delà des barres à cendres 46 ; en même temps le bouclier 47 force l'air qui s'élève au travers de la grille au-dessous de l'arche arrière 45 à circuler de l'arrière à l'avant au-dessus de la grille et par l'ouverture relativement étroite entre le tuyau 54 et le lit de combustible sur la grille, et ce mouvement de l'air et des gaz est propre à raccourcir les trajectoires parcourues par les conglomérats ou les particules qui pourraient sans cela tomber trop près de l'extrémité de la grille.
On a trouvé que l'appareil décrit permet de répandre ou disperser avantageusement de nombreuses sortes de charbon propres à être utilisées dans des foyers à chargeur mécanique à dispersion, sur des grilles d'une longueur de 14 à 20 pieds (4,20 @ à 6,00 m) pour le transport de couches de combustibles.
La quantité d'air admise au foyer par les orifices 56 n'est qu'une faible fraction de la quantité totale d'air fournie. La quantité d'air amenée par les orifices 30 est plus grande, mais pour assurer cette admission il faut un minimum de puissance auxilia@re, car' bien que l'air soit refoulé par les orifices 30 à une vitesse suffisante pour obtenir une distribution convenable de combustible par les disperseurs 15 sur la grille, la section totale des orifices 30 est limitée.
On a constaté que la quantité d'air est notablement inférieure à celle nécessaire dans les conditions normales du fonctionnement avec admission d'air au-dessus du feu, de telle sorte qu'il ne se produit aucune perte de rendement par suite de la présence d'une proportion excessive d'air en excès dans les gaz quittant le ferrer. L'admission d'air au-dessus du feu qui peut être nécessaire en supplément de l'arrivée d'air par les orifices 30 est assurée par des tuyères à air secondaire appropriées (non représentées). La grande vitesse de l'air refoulé par les orifices 30 est un facteur qui donne lieu à un degré avantageux de turbulence dans la masse de gaz ascendante qui se dégage de la couche de combustible et elle assure ainsi une combustion complète.
La pression de l'air nécessaire dans la conduite 32 n'est toutefois pas supérieure à celle qu'on peut obtenir facilement au moyen d'un ventilateur à étage unique.
Le tourbillonnement au-dessus de la couche de combustible et la possibilité d'admettre de plus grandes quantités d'air dans certaines zones de la grille que dans d'autres sont des caractéristiques qui rendent le foyer particulièrement propre à brûler efficacement des charbons à grande teneur en cendres.
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Lorsque le charbon frais admis est humide, l'addition qu'on y fait en 60 des escarbilles retirées des gaz par le classificateur mentionné précédemment et devant être rebrûl ées, augmente la facilité avec laquelle le charbon.est réparti sur la-grille, en réduisant incontestablement, vu que les escarbilles sont très sèches, la tendance des fiâtes particules de charbon humides à adhérer entre elles.
En ce qui concerne les autres points, les avantages par exemple de l'allumage sans restriction du charbon, la souplesse dans l'adaptation aux fluctuations de la charge, la faible tendance à former de gros mâche- fers, la facilité de brûler des charbons à degré de foisonnement élevé, et autres avantages inhérents à l'emploi des foyers à chargement par dispersion sont obtenus dans le foyer décrit.
On a constaté qu'en comparaison des foyers à chargeur mécanique à dispersion où la distribution du charbon est effectué par des dispositifs mécaniques, les quantités d'escarbilles sortant du foyer sont moins élevées, tandis que-la proportion de matières combustibles contenues dans les escar- billes entraînées est plus faible.
Les dispositifs aménagés à l'extrémité inférieure de la paroi arrière 2 du foyer, pour diriger de nouveau;les particules de charbon vers l'avant dans le foyer sont aussi décrits et revendiqués dans un brevet de même date de la Demanderesse intitulé : "Perfectionnements concernant les chargeurs mécaniques à dispersion
La fige 5 est une vue en coupe semblable à la figo 2, mais représentant une variante du disperseur où le déflecteur 24 au lieu d'être cintré et venu d'une pièce avec la voie 23, comprend une plaque plate soudée à l'extrémité arrière de la voie 23 et s'étendant de bas en haut vers l'arrière sous un angle de 33 ou approximativement
Fig.
6 est une autre vue en coupe semblable à la figo 2, mais montrant une variante où le rebord inférieur de l'orifice 30 se trouve dans le même plan que la surface supérieure de la voie 23. On a trouvé qu'il convenait d'employer cette forme de construction si le charbon a une trop grande tendance, par suite d'une humidité excessive, d'adhérer à la voieo
REVENDICATIONS.
1. Procédé de conduite d'un foyer à chargeur mécanique à dispersion, avec projection du combustible dans le foyer par un fluide élastique, caractérisé en ce qu'on imprime au début une accélération au combustible au moyen d'un jet du combustible élastique le long d'une voie ne présentant qu'une légère ou aucune inclinaison de bas en haut dans le sens du mouve@ent; et on fait ensuite dévier le combustible au moyen d'une surface de guidage dirigée de bas en haut, de telle sorte que le combustible est déchargé sous une inclinaison appropriée sur l'horizontale dans une direction ascendante.
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IMPROVEMENTS TO MECHANICAL DISPERSION LOADERS
This invention relates to mechanical dispersion loaders.
In the mechanical dispersion loader fireplaces now in use, fuel is projected by mechanical distributors which spray fuel back into the firebox and, although various proposals have been made to project fuel into a firebox by means of 'an elastic fluid jet, these proposals have not received applications in industry.
The present invention aims to provide mechanical dispersion loaders where the fuel is projected by streams of elastic fluid,
An object of the invention is to ensure a projection of fuel without requiring for this purpose the admission of an elastic fluid at an excessively high speed or pressure.
Another object is to provide a mechanical dispersion loader where air is sent above the grate in a particularly effective manner to promote combustion above the fuel layer on the grate.
Yet another object is to distribute and burn fuel efficiently on a movable grate.
The present invention comprises the method of driving a fireplace with mechanical dispersion loader with projection of the fuel into the fireplace by an elastic fluid, characterized in that at the start an acceleration is given to the fuel by means of a jet of the fluid. elastic along a path having a slight downward tilt in the direction of movement or no tilt at all, and the fuel is then deflected by means of a bottom-up guide surface, so that the fuel is discharged in an upward direction of suitable inclination to the horizontal.
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The invention also relates to a mechanical dispersion loader where the fuel is projected inside a firebox by an elastic fluid, characterized in that it comprises a horizontal path or substantially such, a device for bringing the fuel to the stove. track in a region at one end of the track, an orifice communicating with an inlet of elastic pressurized fluid and arranged to project a jet of fluid along the track, and, at the other end of the track, a deflector having a surface inclined from bottom to top in a direction away from the track and intended to discharge the fuel in an upward direction of suitable inclination to the horizontal.
The invention further comprises the method of driving a fireplace with mechanical dispersion loader, with projection of the fuel inside the fireplace by an elastic fluid, characterized in that an elastic fluid discharge on a channel so as to ensure the projection of the edible in the combustion chamber and the deposit of fuel on the grate with a distribution of the fuel according to the dimensions of the particles along the grate, so that, in general, large particles are deposited towards the front of the grille and the smaller particles towards the rear of the grille, the grille is moved back and forth and the air inlet to different regions of the grille is separately adjusted.
The invention will be described below, by way of example, with reference to the accompanying drawings, in which:
Fig, 1 is a longitudinal sectional view of the lower part of a mechanical feeder by dispersion,
Fig. 2 shows on a larger scale a part of FIG. 1 comprising a disperser,
Fig. 3 is a plan view of part of the mechanism for supplying the coal to the hearth comprising two adjacent dispersers, in section taken along line III-III of FIG. 1,
Fig. 4 shows another part of FIG.
1, also on a larger scale, showing a device adjacent to the lower end of the rear wall of the combustion chamber, arranged to redirect the coal forward inside the fireplace, and Figs. 5 and 6 represent variations of the combustion chamber. dispersers shown in the freezes. 1 to 3.
As seen on the Fige. 1 to 4 of the drawings, the fireplace has a front wall 1 and a rear wall 2 at the ends of a combustion chamber 3 located above a movable chain-type grate 4, established so that its upper strand is moves from front to finish.
In front of the front wall 1 and laterally with respect to it, there is a hopper 5, in which the coal is brought from an upper bunker 6 by a movable chute 7. A number of feeders 8, operating according to The principle of endless conveyor surfaces are placed at the lower part of the hopper, one next to the other in a row arranged laterally with respect to the hearth. The feeders are designed to be able, during operation, to remove the carbon from the hopper towards the rear. Preferably all feeders are operated at high speed by a common transmission mechanism.
The quantities of coal supplied by the feeders can be adjusted individually by raising or lowering guillotine registers 9 placed above the rear ends of the feeders and slidable in the rear wall 10 which is a double wall of the hopper.
Plates 11 prevent the charcoal from falling forward of the feeders and ribbed devices 12 prevent it from falling between the feeders.
Coal coming from the rear ends of the feeders is
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capable of falling on a common plane 13 inclined from top to bottom towards the rear. At the lower part of the inclined plane, behind each feeder, is a plate 14 of a corresponding dispersing apparatus 15, which is arranged to receive the coal falling from the rear end of the feeder. The inclined plane is provided between the adjacent dispersers with refractory brick mass 16, which have inclined surfaces 17 perpendicular to the main surface of the inclined plane and intended to direct the coal which falls on it to the disperser. the closest.
The side surfaces 18 of the beds 16 have the effect of confining the falling coal in paths which lead it to the dispersers.
Near the plate 14 of each disperser, the lower part of the inclined plane is formed by a metal block 19. The surface of the inclined plane above these blocks, between the refractory blocks 16 and above their level, consists of the surfaces of the refractory bricks 20.
A stationary scraper plate 21 is located near the rear end of each feeder to cause coal which might otherwise adhere to fall from the conveyor surface of the feeder.
A screen 22 extending from top to bottom forward on the front wall 1 of the fireplace near the bottom of the latter is intended to intercept the radiation from the fireplace which could damage the mechanical parts of the feeders.
@ The axis fistance of two contiguous dispersers is 91/2 "(54 cm).
Each disperser plate 14 is bolted to block 19 and is provided with a track 23 extending horizontally and rearward, from the lower part of the inclined plane at a distance of 5 "(12.7 cm); the part rear 24 of the plate constitutes a deflector forming an upwardly curved guide surface, the curvature being cylindrical about an axis extending laterally at a distance of 6 "(15.25 cm) from the top surface of the plate ; it ends at a place where its inclination makes an angle of 33, or approximately, to the horizontal. The side edges 25 of the plate diverge from front to back with the gap being 10 3/4 "(27.3 cm) at the front edge of the track and 16" (40.6 cm) at the rear edge of the deflector.
The side edges of the plate are provided with vertical guide walls 26, the upper edges of which are horizontal and located at a height of 2 1/2 "(6.35 cm) above the level of the track 23 and which have extensions 27 directed from bottom to top forwards and determining the path to be taken by the coal falling on the part of the inclined plane formed by the block 19.
The disperser is located such that track 23 is 12 5/8 "(32 cm) above the grate.
The mechanical dispersion loader also includes an elongated orifice 30 provided horizontally in block 19. The orifice has a width of 10 (25.4 cm) and a depth of 19/64 "(0.75 cm) at its bottom edge. located 1/2 "(1.27 cm) above the plane of the track 23. The orifice coincides with a slot 31 formed in a duct 32 extending near the lower ends of the inclined plane, transversely to the hearth and intended to bring air to all the dispersers.
The duct 32 is used to support the dispersers; for this purpose, the blocks 19 are fixed to the duct 32 by screws. The position of the inclined plane 13 with respect to the duct 32 is regulated by fittings 33 which are bolted to the plates 34 supporting the refractory bricks 20 and have curved parts which adapt to the shape of the duct 32.
The space below the major part of the upper strand of the grille is divided into compartments 35-40 to which air for admission under the grille is supplied under the control of respective valves or butterflies 35a-40a. The compartments extend, like zones, cross- versalemeit to the grille and the adjustment of the corresponding amounts of air
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which are allowed therein makes it possible to vary the rate of combustion achieved in the different zones to adapt to the nature of the coal to be burned.
At the rear end of the fireplace, the contents of the grate are led under an arch 45 at the lower part of the rear wall 2 of the fireplace, before being removed from the grate by the usual ash bars 46 at the end. back of the grille. A vertical shield 47 with refractory lining is provided at the front of the arch 45 and the front face of this shield is in the same plane as the rear wall 2, above the arch, of which it forms a descending extension, while at the lower end of the shield there is a tongue 55 inclined from bottom to top towards the front o The tongue is welded to a pipe 54 whose axis is at a distance of 1 1 / 2 "(34 cm)
above the level of the main surface of the grille and which is punched just above the level of the top surface of the tab to form a series of holes 56, 1/16 "(1.5mm) deep each, placed side by side over the entire width of the hearth to ensure from the tongue, back to front, in the hearth, the blowing of the coal falling on this tongue. Pipe 54 is suitably supplied with air from the same source and under the same pressure as the air sent to duct 320
The shield 47 is attached directly to the support blocks 52 and, the pipe 54 is supported by these via support bars 57, the blocks 52 being clamped on the rear arch 45 between tubes of. contiguous water 53 from the rear wall 2.
Shield 47, tongue 55, and pipe 54 are suitably divided into sections which are placed closely adjacent to each other across the width of the fireplace.
The furnace is arranged for the production of hot gases intended for the production of steam o The gases are conducted in a suitable manner over heating surfaces (not shown) comprising vaporizing tubes and steam superheating tubes and subsequently through an economizer. Before the gases reach the economizer, they can be passed through a classifier or sorter, constructed as described in Applicant's Patent No. 483,739 and for the purpose specified therein, for the removal of a portion. only scabs contained in the gases, and these scars, which include those of which a significant part of the weight is in the state of combustible materials, are added at 60 to the coal which enters the mobile chute 7.
In service, coal prepared to be burned in a mechanical loader fireplace with dispersion, that is to say crushed and capable of passing through a 1/2 "(1.27 cm) ring, is brought from the hold 6 by the movable chute 7 into the hopper 5, and the feeders are actuated so as to discharge the coal continuously from the hopper into the dispersers 15. The air is brought to the duct at a pressure of 12 to 18 "(30 to 45 cm) of water column and after escaping from the orifices 30, it continuously projects the carbon behind the dispersers.
The particles of coal or the colomerate thus sent to the hearth burn partially in suspension in the combustion chamber above the fuel layer and partially in the fuel layer on the grate 4, to which air coming under that - this is sent through compartments 35 to 34. The ash from the combustion of the coal on the grate is discharged at the rear of the grate. Air is also sent to the pipe- 54 and blows again forward into the focus of the particles or congla- merates of coal particles which would reach the tab 55.
The feeders 8 supply the coal continuously to the dispersers 15. On falling on the inclined plane where they come into contact with the refractory bricks 20 or near them, the coal particles or the conglomerates are subjected to a desiccation under the action of radiation from the combustion chamber 3 of the hearth and the heat which they receive by contact with the refractory bricks 20 or by the heat radiated from these bricks heated by radiation.
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The disperser plates 14 at the base of the inclined plane 13 stop the descent of the coal. When the coal particles or conglomerates are subjected to the action of the air jets coming from the orifices 30 they receive a backward and forward acceleration. During this acceleration the tracks 23 generally prevent the coal from falling. The lanes are horizontal and the acceleration imparted to a particle or conglomerate while it is on a lane is greater than if the lane was directed from the bottom up towards the backward Deflector 24 at the end of the lane 23, deflects the relatively fast moving particle or conglomerate,
in such a way that it leaves the disperser following a path having an inclination from bottom to top on the horizontal, the angle of which is generally relatively large Due to the large angles of inclination to the horizontal and the large velocities with which the particles or conglomerates of coal leave the plates of the dispersers, the particles or conglomerates of coal intended to burn entirely on the frill tend to travel in trajectories which carry them great distances back before 'they do not reach the bed of fuel on the grate It has been found that in this way the conglomerates or the particles of coal can be distributed over a relatively large area from front to back so that the hearth can present a deep combustion chamber.
The air streams exiting the orifices 30 fan out to some extent laterally, while in addition the adjacent carbon particles or conglomerates which are on each disperser plate 14 tend to be thrown. by blowing. However, the carbon particles and conglomerates are also distributed on either side of each disperser at the rear end thereof, so that a sufficient layer of fuel forms on the grate over the entire width of the latter. -this.
The air coming from the orifices 30 and the particles or conglomerates of coal intended to fall on the fuel layer of the grate move, at least initially, in the same general direction at the same time as the air which sweeps these conglomerates. or particles. These are therefore licked by the air and brought into contact with a large quantity of oxygen ensuring rapid ignition and complete combustion of these particles or conglomerates.
Large coal conglomerates, as long as their area-to-weight ratio is relatively low, tend to have much slower acceleration. under the action of the air coming from the orifices 30 and to be kept less suspended in the mass of gas generally rising vertically above the layer of fuel on the grate, and therefore they tend to fall in greater proportion towards the front end of the fuel layer on the grate. The combustion of large conglomerates takes more time than that of smaller particles or conglomerates and this longer time interval is ensured for them because the upper strand of the grate moves backwards.
The conglomerates or particles which fall near the rear end of the fuel layer on the grate tend to accelerate more under the action of air currents coming from the orifices and to be found in greater quantities in suspension in the grate. the mass of gas generally rising vertically above the fuel layer, that is to say that they are generally constituted by conglomerates or particles of smaller dimensions; therefore, although there is less time for their combustion in the fuel bed before they are discharged from the grate, they are usually fully consumed on the grate before they reach the fuel bars. disposal of ashes 46, since they require less time to burn.
The very fine particles tend not to fall on the grate fuel bed, but to be drawn up and down into the space above the fuel bed. These particles tend to follow the air exiting the orifices 30 to a particularly high extent as it enters the mass of gas rising vertically above.
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of the fuel layer Much of the air penetrates horizontally or roughly horizontally into this vertically rising mass of gas while other parts of the air swirl above the dispersers, as shown at 70, are again sucked in the original direction of movement caused at ports 30.
The exit of very fine particles from the firebox is thus delayed so that their complete combustion in the state of suspension is activated before they leave the combustion chamber.
The shield 47 presents to the combustion chamber a surface on which the coal rebounds to fall on the grate in the forward direction, or which leads onto the tab 55 a large quantity of conglomerates or particles falling from the rear wall 2 and from the shield. even. The air which is discharged forwardly through the orifices 56 projects the conglomerates or carbon particles which are on the tab 55.
The conglomerates or the particles of coal that hit the shield at the end of their trajectories from the dispersers would not have, if there were no buckles and they could fall on the grate, time to burn completely before being carried by the grate towards the ash discharge bars 46, but as they are brought forward so as to fall on the fuel layer of the grate in front of the plane of the rear wall 2, sufficient time is given to these conglomerates and particles to allow them to complete their combustion in the hearth.
In addition, the shield 47 reduces the tendency of the particles or conglomerates which are in the coal rain projected from the dispersers backwards, to travel in trajectories which would carry them on or beyond the ash bars 46; at the same time the shield 47 forces the air rising through the grille below the rear arch 45 to flow from rear to front above the grille and through the relatively opening. narrow between the pipe 54 and the bed of fuel on the grate, and this movement of the air and the gases is suitable for shortening the paths traveled by the conglomerates or the particles which could otherwise fall too close to the end of the wire rack.
It has been found that the apparatus described makes it possible to spread or advantageously disperse many kinds of charcoal suitable for use in hearths with mechanical dispersion loaders, on grates 14 to 20 feet long (4.20 @ to 6.00 m) for the transport of layers of fuel.
The amount of air admitted to the fireplace through the orifices 56 is only a small fraction of the total amount of air supplied. The quantity of air supplied by the orifices 30 is greater, but to ensure this admission a minimum of auxiliary power is required, since although the air is discharged through the orifices 30 at a sufficient speed to obtain a distribution. suitable fuel through the dispersers 15 on the grate, the total cross section of the orifices 30 is limited.
It has been observed that the quantity of air is considerably less than that required under normal operating conditions with air intake above the fire, so that no loss of efficiency occurs due to the presence an excessive proportion of excess air in the gases leaving the shoe. The intake of air above the fire which may be necessary in addition to the intake of air through orifices 30 is provided by suitable secondary air nozzles (not shown). The high velocity of the air discharged from the orifices 30 is a factor which gives rise to a favorable degree of turbulence in the ascending mass of gas which is given off from the fuel layer and thus ensures complete combustion.
The air pressure required in line 32, however, is not greater than that which can easily be achieved by means of a single-stage fan.
The swirling above the layer of fuel and the possibility of admitting greater amounts of air in some areas of the grate than in others are characteristics which make the fireplace particularly suitable for efficiently burning coals at large. ash content.
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When the fresh coal admitted is wet, the addition to it at 60 of the cinders removed from the gases by the aforementioned classifier and to be re-burned, increases the ease with which the coal is distributed over the grate, by undoubtedly reducing, since the cinders are very dry, the tendency of the wet charcoal particles to adhere to each other.
With regard to other points, the advantages, for example, of unrestricted ignition of charcoal, flexibility in adapting to fluctuations in the load, low tendency to form large clinkers, ease of burning coals with a high degree of expansion, and other advantages inherent in the use of the hearths with dispersion loading are obtained in the hearth described.
It has been observed that in comparison with hearths with mechanical dispersion loaders where the distribution of coal is carried out by mechanical devices, the quantities of cinders leaving the hearth are lower, while the proportion of combustible materials contained in the escar - driven balls is weaker.
The devices arranged at the lower end of the rear wall 2 of the hearth, for directing the carbon particles forward in the hearth again are also described and claimed in a patent of the same date by the Applicant entitled: "Improvements concerning mechanical dispersion loaders
Fig 5 is a sectional view similar to fig 2, but showing a variant of the disperser where the deflector 24 instead of being bent and coming integrally with the track 23, comprises a flat plate welded to the end rear of track 23 and extending from bottom to top rearward at an angle of 33 or approximately
Fig.
6 is another sectional view similar to Fig. 2, but showing a variant where the lower rim of the orifice 30 lies in the same plane as the upper surface of the track 23. It has been found that it is appropriate to use this form of construction if the charcoal has too great a tendency, due to excessive humidity, to adhere to the track.
CLAIMS.
1. Method of driving a fireplace with mechanical dispersion loader, with projection of the fuel into the fireplace by an elastic fluid, characterized in that at the start an acceleration is imparted to the fuel by means of a jet of the elastic fuel. along a track showing only slight or no inclination from bottom to top in the direction of movement; and the fuel is then deflected by means of a guide surface directed from bottom to top, so that the fuel is discharged at a suitable inclination to the horizontal in an upward direction.