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DANS
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Est-a
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Bru
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Brd
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Molecule
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carbon oxide
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DES
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Physical
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200 mm
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140 mm
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35 mm
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5 mm
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30 mm
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100 mm
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Generic
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hydrocarbons
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oxide
(1)
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silicon oxides
(1)
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Disease
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Publication
_________________________________________________________________
Number FR2514864A1
Family ID 28637153
Probable Assignee Euronom Ab
Publication Year 1983
Title
_________________________________________________________________
FR Title TETE DE BRULEUR POUR LA COMBUSTION DE COMBUSTIBLES SOLIDES
Abstract
_________________________________________________________________
A.TETE DE BRULEUR POUR COMBUSTIBLES SOLIDES, COMPRENANT UNE OUVERTURE
11 DE CHARGEMENT ET UNE OUVERTURE 15 DE SORTIE DE GAZ CHAUDS.
B.TETE DE BRULEUR 1 CARACTERISEE EN CE QU'ELLE COMPREND DEUX TUBES
CONCENTRIQUES 6, 7 SEPARES PAR UN INTERVALLE 8 COMMUNIQUANT AVEC UNE
SOURCE D'AIR DE COMBUSTION 9, 10, DES OUVERTURES 12, 13 ETANT PERCEES
DANS LA PAROI DU TUBE 7, A UNE CERTAINE DISTANCE DE L'OUVERTURE DE
CHARGEMENT 11 POUR FORMER UNE PREMIERE ZONE DE COMBUSTION INCOMPLETE
ET D'AUTRES OUVERTURES 14 ETANT PERCEES DANS LA PAROI DU TUBE 7 PLUS
PRES DE L'OUVERTURE DE SORTIE 15 POUR FORMER UNE SECONDE ZONE DE
COMBUSTION COMPLETE DES GAZ INCOMPLETEMENT BRULES DANS LA PREMIERE
ZONE.
C.L'INVENTION S'APPLIQUE NOTAMMENT AUX CHAUDIERES DE MAISONS
INDIVIDUELLES.
Description
_________________________________________________________________
I - "Tete de bruleur pour la combustion de combustibles solides"
L'invention concerne une tete de bruleur pour la combustion de
combustibles solides tels que par exemple des copeaux de bois, de la
paille, de la tourbe ou du char- bon ou encore d'autres combustibles
solides.
Dans la combustion des combustibles solides du type ci-dessus, la
combustion se fait normalement a l'air libre c'est-a-dire avec acces
libre de l'air vers le foyer Il est egalement courant, dans la
combustion de mate- riaux tels que des copeaux, de la paille ou de la
tourbe, d'amener ces materiaux par le haut au moyen d'un convoyeur
debouchant dans une chambre de combustion s'elargissant du haut vers
le bas, la combustion se faisant avec acces libre de l'air dans cette
chambre de combustion Il en resulte que, dans la plupart des cas, la
combustion est incomplete et que, par consequent, des gaz non brules,
formes dans la chambre de combustion, sont evacues D'autre part, les
ins- tallations, selon l'art anterieur, sont relativement encom-
brantes.
L'invention a pour but de pallier ces inconv 6- nients de l'art
anterieur en creant une tete de bruleur permettant d'obtenir une
combustion pratiquement complete du combustible et des gaz degages,
cette tete de bruleur restant cependant relativement petite.
Il s'est egalement avere tres souhaitable de pouvoir alimenter les
chaudieres classiques de maisons 2._. individuelles par des
combustibles solides du type indique ci-dessus La tete de bruleur
selon l'invention est parti- culierement bien adaptee a ce type de
chaudieres.
L'invention concerne donc une tete de bruleur pour la combustion de
combustibles solides, tels que de la paille, de la tourbe, des copeaux
de bois, du charbon ou autres, comprenant une ouverture de chargement
de combusti- ble et une ouverture de sortie des gaz chauds, tete de
bru- leur caracterisee en ce qu'elle comprend deux tubes montes
concentriquement, l'intervalle entre ces tubes etant desti- ne a
communiquer avec une source d'air de combustion et com- muniquant
d'autre part, avec l'interieur du tube interieur par des ouvertures
percees dans la paroi de celui-cit, un certain nombre d'ouvertures
etant percees a une certaine distance de l'ouverture de chargement
pour former une pre- miere zone de combustion dans laquelle le
combustible ne brule qu'incompletement, et un certain nombre
d'ouvertures etant percees a une certaine distance des premieres
ouver- tures, plus pres de l'ouverture de sortie, de maniere a for-
mer une seconde zone de combustion dans laquelle les gaz in-
completement brules provenant de la premiere zone de combus- tion,
sont destines a etre completement brules, L'invention sera decrite en
detail au moyen des dessins ci-Joints, dans lesquels: la figure 1 est
une vue schematique et en coupe d'une tete de br Oleur selon
l'invention, la figure 2 represente une installation dans laquelle
peut s'utiliser la tete de br Oleur selon l'inven- tion, la figure 3
represente differentes positions possibles de la tete de br Oleur par
rapport au plan hori- zontal. La figure 1 represente schematiquement
et en coupe une tete de bruleur 1 et un dispositif de chargement
associe 2 On represente egalement schematiquement un exemple 3.- de
combustible solide 3 constitue par de la paille.
La tete de br Qleur 1 est de preference montee sur une chaudiere 4 ou
autre (voir figure 2) egalement re- presentee sur la figure 1 par une
coupe de la paroi avant 5 de la chaudiere 4. La tete de brtleur 1
comprend deux tubes 6, 7 montes concentriquement L'intervalle 8 entre
les tubes 6, 7 communique avec une source d'air de combustion par un
pas- sage d'air 9 relie, a l'arriere de la tete de brdleur, a un
espace a section annulaire 10 compris entre les tubes
6, 7 et l'ouverture de chargement 11 de la tete de brdleur 1.
L'intervalle 8 communique en outre avec l'in- terieur du tube
interieur 7 par des ouvertures percees dans la paroi de ce tube 7 Ces
ouvertures sont percees en deux endroits au moins de l'axe
longitudinal de la tete de brt- leur 1, ce qui permet ainsi de former
au moins deux zones de combustion dans la tete de brdleur 1.
Dans une forme preferee de realisation de l'in- vention, un certain
nombre d'ouvertures se presentant sous la forme d'une serie de trous,
sont percees a une certaine distance de l'ouverture de chargement 11
pour former une premiere zone de combustion Les trous 12, 13 sont
repartis uniformement, en un ou plusieurs groupes, sur le pourtour du
tube interieur 7 La figure 1 represente deux groupes 12,
13 de ces trous qui couvrent une grande partie de la circon- ference
du tube interieur 7 Un autre ensemble d'ouvertures se presentant sous
la forme de trous 14, sont egalement per- cees a une certaine distance
des premiers trous 12, 13, plus pres de l'ouverture de sortie 15 de la
tete de brdleur, pour former une seconde zone de combustion.
Suivant une forme preferee de realisation, une ou plusieurs ouvertures
supplementaires 16, 17 sont percees au voisinage de l'ouverture de
sortie 15 pour former une troisieme zone de combustion Un etranglement
annulaire 19 est prevu au voisinage des dernieres ouvertures 16, 17
pour 4.- contr 8 ler la quantite d'air admise, de facon qu'une petite
partie seulement de cette quantite d'air, sorte par les dernieres
ouvertures 16, 17.
La source d'air de combustion est constituee par un ventilateur
electrique 18 permettant d'injecter, de facon bien connue, une
quantite d'air prereglee en fonction de la charge de combustible, de
maniere a alimenter la com- bustion. De combustible 3 est solide et
constitue, de preference, par de la paille, de la tourbet des copeaux
de bois ou du charbon etc En ce qui concerne les copeaux de bois, il
s'est avere que ce qu'on appelle des boulettes de bois convenaient
tres bien.
Des dimensions de la tete de brdleur sont rela- tivement petites Pour
une tete de bruleur destinee a une chaudiere de maison individuelle,
on peut donner a titre d'exmples les caracteristiques ci-apres: la
longueur de la tete de brdleur 1 est d'environ 200 mm et son diametre
ex- terieur est d'environ 140 mm Le diametre exterieur du tube
interieur 7 est d'environ 105 mam, de sorte que la hauteur de
l'intervalle 8 est de l'ordre de 30 a 35 mm.
Le premier groupe de trous 12 comporte dix trous et le second groupe
13 comporte six trous Les trous supplementaires 14 sont au nombre de
dix Des trous 12, 13, 14 ont un diametre d'environ 5 mm et sont
disposes, suivant la circonference du tube interieur, avec un ecart
angulaire entre trous de 180.
Les trous du premier groupe 12 et du second groupe 13 sont situes a
environ 30 mm de l'ouverture de chargement 11 de la tete de brdleur 1,
et les trous supple- mentaires 14 sont situes a environ 100 mm de
l'ouverture de chargement 11. les tubes 6, 7 sont de preference en
acier inoxydable mais on peut bien evidemment imaginer d'autres
materiaux utilisables.
5.- Le dispositif de chargement 2 est de preference constitue par un
convoyeur classique a vis sans fin com- prenant une vis 20 enfermee
dans un tambour tubulaire 21, de maniere a entrainer le combustible
solide 3 d'un recipient? 2 vers l'ouverture de chargement 11 de la
tete de bruleur
1 La vis 20 est entra nee par un moteur electrique 23.
L'alimentation du combustible 3 par le con- voyeur a vis sans fin 2 se
fait de preference par etapes in- termittentes, mais peut egalement se
faire en regime conti- nu. Le fonctionnement de la tete de brfleur 1
est le suivant: Le combustible solide 3 est amene a l'ouverture de
chargement 11 et pousse vers le premier groupe de trous 12, 13, par
lesquels arrive l'air entretenant la combustion apres qu'on ait
enflamme le combustible.
Dans cette zone de combustion, le combustible ne brule
qu'incompletement de sorte que des gaz reducteurs tels que de l'carbon
oxide (carbon oxide) et des hydrocarbons (CEA) se forment Les gaz
reducteurs de combustion ainsi formes s'echappent en direction de
l'ouverture de sortie 15 et sont finalement brfles en se melangeant a
l'air arrivant par les trous 14, de sorte que l'carbon oxide (carbon
oxide), par exemple, s'oxide pour donner du gaz carbonique (C 02) Pour
eviter que des substances non brlees passent dans les gaz
d'echappement, on fait de preference passer une quantite d'air
supplementaire par les trous ou les ouvertures 16, 17 de maniere a
faire breler completement les substances qui n'auraient pas ete br
Xlees dans la seconde zone de combus- tion.
La quantite d'air amenee aux differentes zones de combustion doit
evidemment etre reglee en fonction du type et de la quantite de
combustible charge Ce reglage n'est pas difficile a realiser mais doit
etre effectue par un expert se basant sur les dimensions indiquees
cidessus 6.- des boulettes ou des copeaux de bois.
En plus du fait qu'elle conduit a une combus- tion complete,
l'utilisation de deux zones de combustion permet d'obtenir une
temperature relativement basse dans la premiere zone de combustion
L'utilisation d'une basse tem- perature est tres favorable car elle
limite la formation de laitiers alcalins liquides et d'silicon oxides
Les gaz formes dans la premiere zone de combustion sont entra nes avec
de fortes turbulences vers la seconde zone de combus- tion, ce qui
favorise le melange avec l'air et ameliore considerablement
l'efficacite de la combustion dans la se- conde zone de combustion.
La disposition consistant a realiser l'alimen- tation d'air entre deux
tubes concentriques 6, 7 a pour re- sultat de refroidir le tube
interieur 7 et de prechauffer l'air de combustion parvenant aux
seconde et troisieme zones de combustion, ce qui favorise la
combustion.
On a constateS, par des experiences et des tests repetes, qu'on
obtenait une combustion pratiquement complete du combustible, ce qui
conduit a une installation a tres haut rendement calorifique.
Les cendres formees au cours de la combustion sont ejectees ou tombent
a l'exterieur de la tete de bruleur pour etre recueillies dans le bas
de la chaudiere 5.
Suivant le type de combustible utilise, on peut incliner la tete de br
leur d'un angle determine par rap- port au plan horizontal Sur la
figure 1, la tete de brtdleur est inclinee vers le haut, c'est-a-dire
qu'elle forme un angle positif par rapport au plan horizontal Cette
disposi- tion est favorable pour les combustibles a base de copeaux ou
de boulettes qui autrement risqueraient de rouler hors de la tete de
br leur.
Pour les combustibles donnant des scories ou laitiers liquides, il est
preferable d'incliner la tete de br leur vers le bas, c'est-a-dire de
facon qu'elle forme un 7.- angle negatif par rapport au plan
horizontal, cet angle ne devant cependant pas depasser, de preference,
une valeur de 10 o pour que les laitiers puissent couler hors de la
tete de brdleur Dans le cas de certains combustibles pour lesquels il
est preferable de prevoir une reserve considera- ble de combustible a
l'arriere de la tete de brtleurt cette tete de brleur est inclinee
vers le haut d'un angle pouvant atteindre + 450 par rapport au plan
horizontal.
Sur la figure 3, la tete de brdleur representee en traits pleins forme
un angle de + 450 ()par rapport au plan horizontal 24, et la tete de
bruleur representee en pointilles forme un angle de 10 () par rapport
au plan horizontal 24.
La tete de brdleur selon l'invention, ne se limite bien evidemment pas
a la forme de realisation repre- sentee ici et peut, par exemple, etre
concue pour des ap- plications industrielles a haut rendement ce qui
modifie sa forme tout en restant dans le cadre de l'invention.
8.-
Claims
_________________________________________________________________
REVENDICATIONS
1. T Mte de brdleur pour la combustion de com-bustibles solides tels
que de la paille, de la tourbe, descopeaux de bois, du charbon ou
autres, comprenant une ou-verture ( 11) de chargement de combustible
et une ouverture( 15) de sortie des gaz chauds, tete de brdleur ( 1)
caracte-risee en ce qu'elle comprend deux tubes ( 6, 7) montes
con-centriquement, l'intervalle ( 8) entre ces tubes etant des-tine a
communiquer avec une source d'air de combustion ( 9, 10, 18) et
communiquant d'autre part, avec l'interieur du tube interieur ( 7) par
des ouvertures ( 12, 13, 14) percees dans la paroi de celui-ci, un
certain nombre d'ouvertures( 12, 13) etant percees a une certaine
distance de l'ouver-ture de chargement ( 11) pour former une premiere
zone decombustion dans laquelle le combustible ne brule
qu'incom-pletement, et un certain nombre d'ouvertures ( 14) etant
percees a une certaine distance des premieres ouvertures( 12, 13),
plus pres de l'ouverture de sortie ( 15), de ma-niere a former une
seconde zone de combustion dans laquelle les gaz incompletement brules
provenant de la premierezone de combustion, sont destines a etre
completement brd-les.
2. T Ote de bruleur selon la revendication 1caracterisee en ce qu'une
ou plusieurs ouvertures supple-mentaires ( 16, 17) sont percees au
voisinage de l'ouverturede sortie ( 15) pour former une troisieme zone
de combustion.
3. Tete de bruleur selon l'une quelconque desrevendications 1 et 2,
caracterisee en ce que les ouvertu-res ( 14) formant la seconde zone
de combustion sont percees a peu pres a mi-chemin de l'ouverture de
chargement ( 11) etde l'ouverture de sortie ( 15) de la tete de
bruleur ( 1).
4. Tete de bruleur selon l'une quelconque desrevendications 1 a 3,
caracterisee en ce que l'axe geometri-que de la t 4 te de bruleur ( 1)
forme un angle compris entre+ 45 et -10 par rapport au plan
horizontal, les angles posi-tifs correspondant a une inclinaison vers
le haut de la tetede bruleur ( 1).
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