FR2464749A1 - - Google Patents

Abstract

CE BROYEUR COMPREND UNE SERIE DE RANGEES DE MARTEAUX 30 ARTICULES A UN ROTOR 20 ET PROPRES A COOPERER AVEC DES BARRES FIXES 84. LE ROTOR PORTE DES AUBES 31, 32 QUI DETERMINENT UNE FORTE TURBULENCE DANS LA CHAMBRE 11, DE SORTE QUE LE CHARBON PULVERISE EST MIS EN SUSPENSION DANS L'AIR QUI TRAVERSE L'APPAREIL ET EST ENTRAINE AVEC CELUI-CI VERS UN BRULEUR INCORPORE 98. DES RAILS 82 FIXES AUX PAROIS DE LA CHAMBRE 11 DEVIENT LE COURANT D'AIR ET FONT REPASSER LES MORCEAUX DE CHARBON ENTRE LES MARTEAUX ET LES BARRES EN REALISANT AINSI FINALEMENT UNE DIMENSION DE PARTICULE TRES REDUITE QUI DISPENSE DE TOUT PRE-SECHAGE ET DE TOUT CHAUFFAGE AVANT L'ARRIVEE AU BRULEUR INCORPORE.

Description

La présente invention a trait à un broyeur destiné à pulvériser des

matières minérales et elle vise plus particulièrement un appareil du genre

en question qui amène la matière à des dimensions de particule inférieu-

res à 80 microns sous des débits d'environ 0,250 à 4 tonnes par heure. Il peut avantageusement s'utiliser pour pulvériser du charbon et pour mélanger la poudre à l'air de manière à obtenir un courant composite qui puisse

être directement amené de la sortie du broyeur à un brûleur à charbon sus-

ceptible d'être solidaire de celui-ci.

Il est nécessaire dans un certain nombre d'industries de broyer finement des matières minérales telles par exemple que le charbon, la chaux, les phosphates, le talc et autres substances analogues. Ces matières sont généralement amenées à une dimension de particule de 75 microns au moyen de broyeurs à boulets. La capacité ou débit de ces machines telles qu'elles s'utilisent industriellement pour le traitement de tels minéraux

varie couramment entre environ 4 et 45 tonnes à l'heure.

Les broyeurs à boulets souffrent en général de l'inconvénient de ne pas fonctionner de façon efficace en présence d'humidité. Il en résulte qu'avec bien des matières le produit à traiter doit être pré-séché par chauffage si sa teneur en eau atteint 1 %. En outre la répartition des

dimensions de particule de la poudre sortant d'un tel broyeur est d'ordi-

naire telle qu'il faille prévoir un séparateur, par exemple un cyclone, pour extraire le produit grossier du produit fin et le recycler en vue

d'aboutir à une uniformité suffisante des dimensions.

Une installation de pulvérisation de matières min4rales par le moyen d'un broyeur à boulets, y compris les appareils de séchage de la matière brute et ceux de classement en fonction de la dimension de particule, exige par conséquent un capital d'investissement considérable. Il existe donc un besoin permanent de broyeurs plus efficaces et notamment qui soient propres à réaliser une dimension de particule moyenne se situant

au-dessous de 75 microns.

Du fait qu'on se préoccupe de plus en plus de conserver les ressour-

ces en pétrole et en raison de l'augmentation des prix de celui-ci, on s'intéresse particulièrement à l'heure actuelle à l'utilisation du charbon en guise de combustible. On a proposé diverses méthodes pour le transformer

en combustible liquide. La plupart de ces procédés exigent des usines chi-

miques complexes et semblent n'être économiques que de façon marginale.

Dans le cas des installations importantes, par exemple pour les fours à

ciment et dans les grandes centrales électriques, on pulvérise habituel-

lement le charbon dans un broyeur à boulets et on l'amène aux brûleurs en mélange avec de l'air. Comme il est difficile d'obtenir à partir d'un tel broyeur du charbon pulvérisé plus finement que 75 à 80 microns de dimension

moyenne de particule, on doit pré-chauffer le courant composite charbon-

air pour réaliser un bon allumage et une combustion satisfaisante, puis l'envoyer aux brûleurs à grande vitesse en vue d'empêcher tout retour de flamme. L'appareillage nécessaire à ce pré-chauffage et à l'alimentation forcée des brûleurs entraîne des frais qui viennent s'ajouter au coût élevé du broyeur à boulets, de l'appareil de pré-chauffage du produit brut

et du classeur, comme on l'a indiqué plus haut.

Un tel appareillage ne convient pas pour de petites chaudières com-

merciales telles que celles utilisées avec les séchoirs, les fonderies,

les briquetteries, tuileries et analogues, lesquelles fonctionnent généra-

lement au fuel. Dans ces applications un débit d'alimentation en charbon de 0,250 à 4 tonnes par heure conviendrait pour remplacer le combustible liquide et une installation avec broyeur à boulets comme celles qui sont utilisées pour alimenter en charbon les foyers de centrales à grande

puissance s'avérerait anti-économique et inefficace.

La présente invention vise:

- à réaliser un broyeur propre à réduire la dimension de par-

ticule d'une matière minérale jusqu'à une valeur moyenne inférieure à 75 microns; - à établir une telle machine qui comporte une capacité de production de 0,250 à 4 tonnes par heure tout en évitant les inconvénients précités des broyeurs à boulets; - à réaliser un broyeur propre à engendrer un courant d'air renfermant du charbon pulvérisé et qui convienne pour l'alimentation

directe de brûleurs correspondants.

Le broyeur suivant l'invention comprend

- une chambre pourvue d'une ouverture d'alimentation en soli-

des, de moyens d'entrée d'air et d'une ouverture de sortie - un rotor porté à rotation suivant l'axe de cette chambre et à l'intérieur de celleci, ce rotor portant des marteaux oscillants montés sur lui dans plusieurs plans perpendiculaires à son axe et ces marteaux étant disposés entre l'ouverture d'alimentation en solides et celle de sortie de la chambre;

- des moyens de circulation d'air comprenant un premier dispo-

sitif d'aubes monté sur ledit rotor et qui balaye une zone circulaire, si-

tuée au voisinage de ladite ouverture de sortie, de manière que pendant le fonctionnement du broyeur de l'air et de la matière pulvérisée entraînée soient chassés à travers cette ouverture de sortie sous la forme d'un courant composite animé d'une vitesse supérieure à 40 pieds par seconde

(soit environ 12,2 m/sec).

Suivant une autre caractéristique de l'invention, dans un broyeur tel que défini ci-dessus l'ouverture de sortie communique directement avec

l'entrée d'un brûleur à charbon pulvérisé, la vitesse du courant composi-

te d'air et de charbon ayant pour résultat d'éviter tout retour de flamme.

Dans une forme d'exécution préférée les aubes comportent des surfa-

ces perpendiculaires aux parois d'extrémité de la chambre et qui sont re-

courbées dans le sens radial de manière à se terminer par une-pointe

étroite. On peut admettre que ces aubes remplissent le double rôle de gé-

nérateur d'un tourbillon ou vortex d'air à l'intérieur de la chambre et de ventilateur centrifuge chassant le produit à travers l'ouverture de sortie. Suivant une disposition particulièrement préférée, l'on dispose un certain nombre de rails sur la périphérie intérieure de la chambre à des niveaux correspondant à certains des plans des marteaux, en leur faisant comporter un jeu réduit par rapport à ces derniers. Les rails en question peuvent être à section rectangulaire, mais il est désirable que chacun d'eux soit incurvé sur ses faces supérieure et inférieure de manière à

provoquer la turbulence dans le sens vertical par rapport au vortex d'air.

Il est recommandable de monter des barres de frappe en porte-à-faux à partir de la paroi latérale de la chambre à des niveaux en quinconce par rapport à divers plans des marteaux, ces barres étant conformées de façon à favoriser la turbulence de l'air dans le sens de rotation du vortex et dans une certaine mesure suivant l'axe de celui-ci. On monte préférablement sur le rotor des aubes secondaires entre certains des plans des marteaux

pour contribuer à assurer cette turbulence à l'intérieur de la machine.

Les formes d'exécution préférées de celle- ci acceptent une alimentation en charbon sans en exiger le pré-séchage. Le séchage et le classement s'effectuent en même temps que la réduction de dimension en une seule opération à l'intérieur du broyeur, lequel débite des particules comportant une diemension moyenne inférieure à 75 microns et pouvant descendre jusqu'à 35, le tout avec une répartition relativement uniforme de cette dimension. Les particules de charbon se mélangent à l'air à l'intérieur de

la machine, le courant de sortie comportant une vitesse d'écoulement suf-

fisamment élevée, typiquement supérieure à 95 pieds par seconde (soit en-

viron 25 m/sec), c'est-à-dire suffisante pour l'amenée directe à un brûleur à charbon pulvérisé sans risque de retour de flamme. Le broyeur

n'exige pas en général une entrée d'air sous pression, mais aux forts dé-

bits on peut mélanger de l'air additionnel au courant de sortie avant la

combustion, si cela est nécessaire. En outre ce courant comporte une tem-

pérature six fois plus forte que celle de l'ambiance, ce qui dispense

d'avoir à le soumettre à un chauffage supplémentaire avant la combustion.

Il y a lieu de noter à cet égard que le charbon en particules de dimension inférieure à environ 40 microns brûle de façon adéquate à la température ambiante et que le chauffage avant la combustion n'est pas indispensable,

hipn qu'il ne constitue pas un inconvénient.

La dimension moyenne de particule, sa répartition, le rapport charbon/air, la vitesse à la sortie et la température de celle-ci sont telles, ou peuvent être réglées de façon telle, que le courant sortant du broyeur puisse être directement amené à un brûleur, lequel peut donc lui

être incorporé. Le broyeur fonctionne ainsi à la façon d'un carburateur.

Les formes d'exécution préférées destinées à l'alimentation de brûleurs à charbon ont une capacité allant de 0,250 à 4 tonnes par heure. Elles combinent en un ensemble relativement compact et peu coûteux les fonctions qui exigeaient antérieurement un appareillage massif et cher comprenant des séchoirs à charbon; un broyeur à boulets, un cyclone, un dispositif de

pré- chauffage et un brûleur.

Le dessin annexé, donné à.titre d'exemple, permettra de mieux com-

prendre l'invention, les caractéristiques qu'elle présente et les avanta-

ges qu'elle est susceptible de procurer.

Fig. 1 est une vue en élévation avec demi- coupe montrant une

forme d'exécution d'un broyeur suivant l'invention.

Fig. 2 en est une vue en plan avec arrachements.

Fig. 3 expose sous forme schématisée les effets des pièces du

broyeur de fig. 1 et 2 sur l'écoulement de l'air à travers la machine.

Fig. 4 montre en plan une aube de ventilation de ce broyeur.

Fig. 5 est la vue en élévation correspondant à fig. 4.

Fig. 6 montre en plan l'un des marteaux de la machine de fig.

1 et 2.

Fig. 7 en est une vue en élévation.

Fig. 8 est la vue en plan d'une barre de frappe.

Fig. 9 montre cette barre en élévation.

Fig. 10 en est la vue en bout.

Fig. 1l est une vue en plan illustrant le mode de montage des

axes de pivotement utilisés dans le broyeur de fig. 1 et 2.

Fig. 12 est la vue en élévation avec coupe correspondant à

Fig. 11.

Fig. 13 montre en plan un joint tournant du broyeur.

Fîg. 14 représente ce joint en élévation avec coupe partielle.

Fig. 15 et 16 illustrent avec plus de détails le montage des

rails dans le broyeur de fig. 1 et 2.

On a représenté en fig. 1 et 2 un broyeur comprenant une chambre,

désignée par la référence générale 11 et qui est définie par une paroi su-

périeure 12, une paroi inférieure 13 et une paroi latérale 14. Cette der-

nière comporte une partie cylindrique inférieure 15 et une partie supé-

rieure 16 qui diverge vers le haut à partir de la précédente sous la forme d'un tronc de cône. La paroi 14 est montée dans une enveloppe cylindrique extérieure 17 de diamètre légèrement plus grand que celui du débouché de la partie 16; il en résulte que la partie cylindrique inférieure 15 se trouve écartée de ladite enveloppe 17. L'enveloppe 17 et la partie 16 comportent des brides par l'intermédiaire desquelles elles sont toutes les deux réunies au moyen de boulons 9 à la paroi supérieure 12, laquelle est

ainsi amovible.

La paroi intérieure 14 est renforcée extérieurement par une bride 19 et intérieurement par un revêtement 18 boulonné en position sous forme de segments. On peut, si désiré, interposer entre la paroi 15 et le revêtement 18 une couche non représentée faite d'un élastomère approprié. Le fond ou plancher de la chambre 1 est renforcé de la même manière par un revêtement

intérieur 8.

Le rotor du broyeur comprend un arbre principal 20 qui s'étend entre un palier supérieur 21 et un palier inférieur 22. Sur cet arbre sont montés et soudés des éléments annulaires formant supports et qui ont été

désignés par les références générales 23. L'arbre 20 comporte préférable-

ment un profil longitudinal en escaliers avec plus grand diamètre au voisinage du milieu de sa longueur, cela en vue d'améliorer sa résistance mécanique. Chacun des éléments 23 est perforé en six points répartis angulairement de façon régulière sur sa périphérie et qui ont été désignés en fig. 2 par les références 1 à 6. Ces points se trouvent à égale distance de l'axe du rotor, les trous ainsi percés dans les éléments 23 successifs étant alignés dans le sens axial. Dans ces trous passent des axes 24 propres à former pivots, ces axes étant retenus dans l'élément 23 inférieur par le moyen de douilles et dans l'élément supérieur à l'aide de rondelles embouties 25 maintenues par des vis 26 dans des trous désaxés par rapport

à ceux percés aux points 1 à 6. Comme montré en fig. 11 et 12, ces rondel-

les et leurs logements chevauchent en partie les axes 24 en s'engageant dans des entailles latérales de ceux-ci pour les retenir et les empêcher

de tourner.

Les éléments 23 supérieur et inférieur sont avantageusement prévus plus épais que les autres de façon à constituer des supports adéquats pour les extrémités des axes ou pivots 24.

Sur ces axes 24 sont articulés des marteaux 30, des aubes de ventila-

tion principales 31 et des aubes secondaires 32. Ces aubes seront décrites plus en détail ci-après. Chacune d'elles est montée folle sur un axe 24 entre deux éléments 23, des entretoises 33 étant prévues pour assurer que la pièce ainsi disposée puisse pivoter dans un plan horizontal, mais soit

retenue à l'encontre de tout déplacement vertical.

Les marteaux 30 sont semblables les uns aux autres. Ils présentent la forme illustrée en fig. 6 et 7, c'est-à-dire que ce sont des pièces à section rectangulaire, dans l'une des extrémités desquelles est percé un trou de montage 34 permettant de les articuler sur l'un des axes ou pivots 24. Les aubes principales 31 sont conformées comme représenté en fig. 4 et 5. Elles comportent une perforation 34 à l'une de leurs extrémités pour permettre leur montage à la façon sus-indiquée. Elles présentent en plan

un-profil incurvé qui converge vers une pointe aplatie étroite 35 à l'ex-

trémité opposée. Ces aubes ne comportent pas d'angle d'inclinaison par

rapport au plan de rotation.

Les aubes secondaires 32 ont la même forme générale que les principa-

les 31, mais elles comportent des longueurs différentes dans le sens radial et leur largeur verticale ou hauteur est moindre. Alors que les aubes principales 31 s'étendent jusqu'au voisinage de la paroi interne inférieure 15, les aubes secondaires 32 comportent un rayon d'extrémité

plus petit que celui des marteaux 30.

Ces marteaux 30 ainsi que les aubes 31 ou 32 sont montés à rotation sur le rotor 20 suivant onze rangées ou couches de composants et à trois ou plus des six positions de montage assurées dans chaque rangée par les

éléments ou supports 23. Le tableau ci-après montre en détail une disposi-

tion préférée des marteaux et des aubes:

DISPOSITION DES MARTEAUX ET DES AUBES

( RANGEE: NOMBRE DE: POSITION: TYPE D'AUBES: NOMBRE: POSITION)

(: MAPTEAUX::: D'AUBES :)

( à -:-- - - - -:-:-- - - - -)--:-:-----)

3: 1 - 2 - 3

3: 4 - 5 - 6

3: 1 - 2 - 3

3: 4 - 5 - 6

3: 1 - 2 - 3

3: 4 - 5 - 6

3: 1 - 2 - 3

3: 4 - 5 - 6

3: 1 - 2 - 3

3: 4 - 5 - 6

AUXILIAIRES:

AUXILIAIRES:

AUXILIAIRES:

PRINCIPALES:

: 1 - 2 - 3)

: 1 - 2 - 3)

* - 2 - 3)

:* -2 -3)

*) :)

: 1-2-3)

:) :)

: 1-2-3)

:) :) :)

: 1-2-3)

:) :) :) :) :)

:1-2-3)

: _)

( 1

( ( ( ( ( ( ( ( ( ( ( ( ( ( ( ( ( ( ( ( 3: 4: 6: 8: 9: : 11: Les quatre rangées supérieures se trouvent substantiellement à l'intérieur de la partie à paroi conique 16 de la chambre 11 tandis que les sept rangées inférieures sont logées dans la partie basse cylindrique

de celleci.

Le palier supérieur 21 comprend un bottier 41 renfermant une bague de roulement 42 sur laquelle prennent appui des rouleaux tronconiques 43, eux-mêmes en contact avec une bague intérieure 44 montée sur un arbre 45,

lequel est à son tour fixé au rotor 20 par le moyen d'une bride 46 enga-

gée sans jeu appréciable dans une creusure de la face supérieure du rotor et fixée en position à l'aide de vis 47. Le bottier 41 est fermé par un couvercle 48 serré par des vis 49. Sa paroi inférieure 50 déborde au-delà

de la paroi latérale sous la forme d'une bride qui est boulonnée à la bri-

de supérieure correspondante de l'enveloppe 52 d'un joint tournant 53, cette enveloppe 52 étant soudée à la paroi supérieure 12 précitée. Le joint 53 a été représenté en fig. 13 et 14. Il est monté sur l'arbre 45 pour empêcher la poussière de pénétrer dans le bottier 41. Une nervure circulaire 54 entoure l'élément supérieur 23 du rotor 20, son rôle étant d'empêcher les particules de venir se coincer entre la face supérieure de

celui-ci et la paroi fixe adjacente 12.

Le palier inférieur 22 est de construction substantiellement sembla-

ble à celle du palier supérieur, mais on y utilise des billes 55 et non

plus des rouleaux.

La paroi supérieure 12 est équipée de deux tubulures 70 d'alimenta-

tion en charbon, fixées en position par-le- moyen de brides et-de vis, et qui communique avec la chambre 11 à travers des ouvertures appropriées de la paroi 12. Cette dernière comporte également une tubulure d'entrée d'air

71 montée de façon semblable. Les trois tubulures 70 et 71 ont des diamè-

tres similaires; elles se trouvent au-dessus de la zone annulaire dans

laquelle tourne la rangée supérieure de marteaux 30.

Un certain nombre de plaques briseuses 80 sont montées par le moyen de boulons 81 sur la face interne de la partie supérieure 16 de la paroi latérale de la chambre 11. Sur le pourtour intérieur de la partie inférieu-_ re 15 de celle-ci l'on a prévu des segments de rails 82 suivant trois niveaux. Ces rails 82 déterminent un jeu étroit avec les marteaux des sixième, huitième et dixième rangées; dans leur partie haute ils sont

incurvés à partir de leur face interne en direction du haut et de l'exté-

rieur, tandis que dans le bas ilss'incurvent également vers l'extérieur, mais en direction du bas, le tout comme le montrent clairement fig. 15, 16 et 4. Dans d'autres formes d'exécution (non représentées) les rails 82 peuvent être à section rectangulaire. Le nombre de rails utilisés dépend du comportement du charbon au broyage. Au-dessus d'un degré de dureté de (mesuré suivant le procédé des normes australiennes de détermination de l'index de broyage pour les charbons durs, réf. K164 - 1967) il est préférable de prévoir six rangées de rails. Au-dessus de cette valeur on a avantage à disposer six rangées s'étendant chacune sur 1800 et qui sont disposées en quinconce à la fois dans le sens angulaire et dans le sens

vertical par rapport au rotor.

On a prévu trois rangées de barres de frappe 84 montées en porte-à-

faux de façon à dépasser radialement à l'intérieur de la chambre 11 respectivement entre la cinquième et la sixième rangée de marteaux, entre la septième et la huitième et entre la neuvième et la dixième. Les barres

84 sont situées à quatre positions équidistantes dans le sens angulaire.

Elles partent de l'extérieur pour pénétrer dans la chambre 11 en étant montées rigidement dans des ouvertures de support ménagées pour leur passage dans l'enveloppe extérieure 17 et dans les parois intérieurs 15 et 18, leur fixation étant assurée par le moyen de consoles 85 et de boulons 86. Les barres 84 peuvent avoir une section rectangulaire, mais il s'est avéré désirable de les conformer de manière qu'en plus de leur rôle habituel, elles agissent également comme surfaces propres à provoquer de la turbulence dans le vortex d'air qui apparaît à l'intérieur de la machine au cours du fonctionnement. Il est avantageux à cet effet que ces

barres présentent la forme représentée en fig. 8 et 9. Elles sont chanfrei-

-nées de façon à comporter une section trapézoïdale sur leur longueur qui

dépasse dans la chambre 11.

Le broyeur est équipé de portes d'accès 90 prévues dans ses parois latérales et qui sont maintenues en place par des vis 91. D'autres portes

92 sont ménagées dans la paroi supérieure 12.

Au voisinage des aubes principales 31 la machine comporte une ouver-

ture de sortie 94 qui communique par l'intermédiaire de chambres 95 et 96 avec une tuyauterie 97 propre à assurer l'alimentation directe d'un brûleur 98 à charbon pulvérisé. Ces chambres 95 et 96 sont définies par des coiffes 99 et 100 respectivement soudées à la tuyauterie 98, laquelle est ouverte sur sa partie haute à la façon d'une auge dans l'espace entouré par les coiffes, en communiquant ainsi complètement avec les chambres précitées. Le produit broyé est de la sorte évacué de la chambre Il par les aubes principales 31 à travers l'ouverture de sortie 94 et la coiffe 100 le renvoie dans la tuyauterie 97 d'o il parvient au brûleur

98. Ce dernier peut être d'un type classique destiné au carbon pulvérisé.

Il est d'autre part prévu une tuyauterie 101 d'entrée d'air additionnel de façon que le mélange sortant du broyeur puisse être enrichi en air avant

la combustion, si cela est désirable.

Il est préférable que l'ouverture de sortie 94 présente une section petite par rapport à la zone circulaire balayée par les aubes principales 31. Dans le sens axial du rotor cette ouverture 94 comporte avantageusement une dimension égale ou plus faible que celle des aubes 31 dans cette même

direction. Il est en outre hautement désirable que la section de l'ouvertu-

re 94 soit égale à la somme de celles des deux tubulures 70 d'alimentation

en charbon et de la tubulure 71 d'entrée d'air.

Il a été relevé que l'écartement ménagé entre la paroi de la chambre

et les aubes de ventilation a une influence sur la finesse du produit ob-

tenu. Avec un écartement de 25 mm et une vitesse rotorique de 1900 t/mn

l'on obtient la même finesse que pour 45 mm et 2500 t/mn.

Au cours du fonctionnement l'on entraîne le rotor à des vitesses se situant préférablement entre 1900 et 2500 t/mn. On introduit le charbon par la tubulure d'alimentation 70. Il convient de remarquer que celui-ci n'a pas à être pré-séché. Le charbon ainsi introduit est brisé par l'action

des marteaux oscillants et également par les parois et les barres de frap-

pe, ainsi que sous l'effet des frottements. Les plus fines particules des-

cendent essentiellement le long des parois et les rails 82 les amènent au voisinage immédiat des marteaux. On peut admettre qu'il se forme un vortex d'air sous l'effet des aubes principales 31 qui tendent à mettre les fines en suspension, en réalisant ainsi un effet de classement et en les exposant à de nouvelles actions de broyage pendant un temps plus long qu'avec un broyeur à marteaux classique. Ce phénomène est vraisemblablement accentué par la turbulence qui résulte de la forme des rails 82, de la présence des barres de frappe 84 et de l'action des aubes auxiliaires 32, le tout comme indiqué par les flèches de fig. 3, lesquelles correspondent à la direction

qu'on peut admettre pour les filets d'air. La tur-bulence contribue appa-

remment à une nouvelle abrasion des particules. Le courant composite provenant de l'ouverture de sortie comporte typiquement une vitesse de 96 pieds par seconde (soit-environ 29,3 m/s), ce qui est supérieur à la vitesse de retour de flamme du charbon. Ce courant peut être directement

amené à des brûleurs.

On peut obtenir suivant l'invention des dimensions de particules s'abaissant jusqu'à 37 microns, valeur pour laquelle la poussière de charbon est spontanément combustible. Il a étérelevépar ailleurs qu'il était désirable de se tenir au-dessous de 45 microns pour obtenir une flamme stable dans un brûleur à charbon pulvérisé. A l'ouverture de sortie, le courant d'air se trouve typiquement à une température six fois plus élevée que celle de l'ambiance, de sorte que même lorsque le broyeur est réglé pour des dimensions de particule se situant entre 40 et 80 microns, il n'est pas nécessaire de pré-chauffer ce courant air/charbon

pour réaliser la combustion directe.

Aux débits habituels le broyeur aspire suffisamment d'air par son entrée correspondante 71 pour donner un courant composite qui comporte le rapport charbon/air désirable en vue de la combustion. Pour des débits de

charbon élevés, une admission d'air additionnel par l'entrée 101 est à re-

commander.

Dans l'application au chauffage des chaudières, les formes d'exécu-

tion de la présente invention présentent un certain nombre d'avantages par

rapport aux systèmes à fuel, à gaz et à foyer à charbon sur grille.

Dans le cas du gaz le réglage de la chaudière se fait par tout ou

rien (allumage ou arrêt des brûleurs), ce qui engendre des contraintes in-

désirables dans la structure et la tuyauterie de la chaudière considérée.

Avec les chaudières à foyer à charbon, il est impossible de supprimer le rayonnement calorifique et tout arrêt immédiat exige par conséquent

qu'on noye le combustible.

Au contraire suivant les formes d'exécution préférées de la présente invention, le chauffage s'effectue automatiquement et la chaleur peut

être modulée en agissant sur le broyeur.

Si pour une raison quelconque il est nécessaire de mettre la chaudière hors d'action de façon immédiate, l'on peut arrêter instantanément le broyeur. La masse des pièces en rotation est telle que celui-ci se vide de charbon avant que la vitesse de broyage et celle du courant d'air ne retombent à une valeur dangereuse, par exemple au-dessous de 45 pieds par

seconde (soit environ 13,7 m/s).

Le temps d'arrêt du rotor peut être par exemple de 6 mn, ce qui permet de pulvériser le charbon qui reste dans la chambre et d'obtenir un volume et une vitesse suffisants du mélange air/charbon pour éviter tout retour de flamme dans la tuyauterie d'alimentation du brûleur. De même au cas par exemple d'une coupure de l'alimentation électrique, l'amenée de charbon dans la tubulure d'entrée s'arrête, la chambre se vide du charbon qu'elle renfermait et l'on peut procéder en toute sécurité à l'arrêt de la chaudière.

On comprend que bien qu'on ait décrit ci-dessus le broyeur en se ré-

férant à l'envoi direct de charbon pulvérisé à un brûleur, on peut égale-

ment l'appliquer au broyage. fin d'autres matières minérales, le dispositif

de brûleur n'étant évidemment plus alors nécessaire.

Il doit d'ailleurs être entendu que la description qui précède n'a

été donnée qu'à titre d'exemple et qu'elle ne limite nullement le domaine de l'invention dont on ne sortirait pas en remplaçant les détails d'exécu-

tion décrits par tous autres équivalents.

Claims (16)

R E V E N D I C A T I 0 N S

1. Broyeur, caractérisé en ce qu'il comprend en combinaison les élé-

ments suivants dont certains au moins sont connus, soit à l'état isolé, soit dans des combinaisons différentes de celle ci-après: - une chambre (11) comportant une ouverture (70) d'alimentation en solides, des moyens d'entrée d'air (71) et une ouverture de sortie (94 97); - un rotor (20) porté à rotation suivant l'axe de cette chambre et à l'intérieur de celleci, ce rotor portant des marteaux oscillants (30) montés sur lui dans plusieurs plans perpendiculaires à son axe et disposés entre l'ouverture d'entrée de solides et celle de sortie;

- des moyens de circulation d'air comprenant un premier dispo-

sitif d'aubes de ventilation (31) monté sur ledit rotor et qui balaye une

zone circulaire au voisinage de l'ouverture de sortie de façon qu'en fonc-

tionnement, l'air et la matière pulvérisée entraînée soient évacués à partir de l'ouverture de sortie sous la forme d'un courant composite ayant

une vitesse linéaire substantiellement supérieure à 12,2 m/s.

2. Broyeur suivant la revendication 1, caractérisé en ce que la vi-

tesse linéaire de l'air à la sortie dépasse substantiellement 27,5 m/s.

3. Broyeur suivant l'une quelconque des revendications 1 et 2, ca-

ractérisé en ce qu'il comprend plusieurs rails (82) montés sur une paroi intérieure de la chambre et disposés en cercle co-axialement au rotor (20) .

4. Broyeur suivant la revendication 3, caractérisé en ce que l'un au moins des rails (82) se trouve substantiellement dans le plan d'un marteau oscillant (30), ce dernier passant au cours de sa rotation à une faible

distance de ce rail.

5. Broyeur suivant l'une quelconque des revendications 3 et 4, ca-

ractérisé en ce que les rails (82) s'étendent sur un arc de cercle autour du rotor (20) en étant disposés en quinconce dans le sens angulaire et

dans le sens axial par rapport à celui-ci..

6. Broyeur suivant l'une quelconque des revendications 3 à 5, carac-

térisé en ce que l'un au moins des rails (82) est incurvé sur sa face

supérieure et/ou sur sa face inférieure.

7. Broyeur suivant l'une quelconque des revendications précédentes,

caractérisé en ce que les moyens de circulation d'air comprennent au moins

un second dispositif d'aubes de ventilation (32) monté sur le rotor (20).

8. Broyeur suivant la revendication 7, caractérisé en ce que le se-

cond dispositif d'aubes (32) comprend au moins une telle aube montée sur

le rotor (20) dans un plan intermédiaire entre ceux des marteaux.

9. Broyeur suivant l'une quelconque des revendications précédentes,

caractérisé en ce qu'il comprend en outre au moins une barre de frappe (84) qui s'étend radialement vers l'intérieur à partir de la paroi (16) de

la chambre (11).

10. Broyeur suivant la revendication 9, caractérisé en ce que la barre de frappe (84) comporte une section de forme générale trapézoïdale

sur sa longueur qui dépasse à l'intérieur de la chambre (11).

11. Broyeur suivant l'une quelconque des revendications 9 et 10, ca-

ractérisé en ce que la barre de frappe (84) s'étend radialement à partir de la paroi (16) de la chambre (11) dans un plan situé entre celui d'un

marteau oscillant (30) et celui d'un second dispositif d'aubes de ventila-

tion (32).

12. Broyeur suivant l'une quelconque des revendications précédentes,

caractérisé en ce que le premier dispositif d'aubes de ventilation (31) tourne dans un plan voisin de celui d'une paroi d'extrémité (13) de la

chambre (11).

13. Broyeur suivant l'une quelconque des revendications précédentes,

caractérisé en ce que le premier dispositif d'aubes de ventilation (31) comprend au moins une telle aube dont une face s'étend en ligne droite dans une direction parallèle à l'axe du rotor (20) et suivant une courbe

dans une direction radiale par rapport à celui-ci. -

14. Broyeur suivant la revendication 13, caractérisé en ce que l'aube (31) est plus étroite à sa pointe éloignée (35) du rotor (20) qu'à

son extrémité tournée vers celui-ci.

15. Broyeur suivant l'une quelconque des revendications précédentes,

caractérisé en ce que son ouverture de sortie (94-97) communique directe-

ment avec l'entrée d'un brûleur à charbon pulvérisé (98), tandis que la vitesse du courant composite d'air et de charbon est telle qu'elle empêche

tout retour de flamme à l'intérieur du brûleur (98).

16. Brûleur suivant l'une quelconque des revendications 2 à 15, ca-

ractérisé en ce que l'inertie angulaire du rotor (20) et des pièces qu'il porte est suffisante pour qu'en cas de l'arrêt de l'amenée des solides à

l'ouverture d'alimentation (70) et de cessation simultanée de l'entraîne-

ment du rotor (20), les solides soient évacués de la chambre (11) avant que la vitesse du courant composite de sortie de celle-ci ne s'abaisse

substantiellement au-dessous de 13,7 m/s.