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Perfectionnements aux brûleurs à gaz de grande puissance.
La présente invention se rapporte aux brûleurs à gaz de grande puissance, pour les appareils Cowper et pour d'autres emplois. Les Cowper employés dans le service des haut-fourneaux se construisent ces derniers temps de très grande capacité, de sorte que pour les réchauffer il faut de très grandes quantités de gaz, par exemple jusqu' à 24000 m3 par heure.
Pour rendre possible l'amenée de telles quantités de gaz, il faut insuffler le gaz sous haute pression dans la chambre de combustion du
Cowper Mais dans ce cas des difficultés considérables se pré- sentent avec les brûleurs connus jusqu'à présent, parce que le mélange de gaz et d'air doit être amené avec une vitesse qui dépasse de beaucoup la vitesse d'inflammation et que par suite on n'obtient pas une combustion régulière, la flamme qui se
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forme au bord de l'ouverture d'entrée se modifiant continuelle- ment à cause de la vitesse exagérée et sautant ou pouffant ce qui est extrêmement préjudiciable au fonctionnement.
Le but de la présente invention est donc d'éviter ces inconvénients et d'assurer la combustion calme et stable de la flamme, même avec les plus grandes vitesses d'entrée du mélange de gaz et d'air.
Suivant l'invention ce problème est résolu principalement en disposant dans la'chambre de combustion près de l'ouverture d'entrée du mélange de gaz et d'air ou à une certaine distance de celle-ci, des chicanes par exemple en forme de gxille, dans le chemin du courant du mélange de gaz et d'air. Le mélange de gaz et d'air est ainsi divisé par les chicanes ou barreaux de grille, de sorte qu'aux endroits situés directement derrière ces chicanes ou barreaux de grille et étant pour ainsi dire à l'abri du courant, la vitesse du courant du mélange de gaz et d'air est réduite suffisamment pour être en dessous de la vi- tesse d'inflammation, ce qui permet ensuite la combustion uni- forme de la flamme .
De plus, au moyen des chicanes, le courant de gaz entrant dans la chambre de combustion est réparti dès le commencement sur une plus grande section transversale, de sorte qu'à une distance modérée des chicanes la vitesse moyenne du @ courant de gaz, comparée avec l'unité de section transversale, est en dessous de la vitesse d'inflammation du mélange de gaz et que la flamme qui se produit dans le courant à l'abri des chica- nes, peut se propager à la totalité du courant divisé de gaz et brûler tranquillement, sans pouffer.
S'il s'agit de brûleurs à gaz danslesquels l'embranchement d'amenée de l'air entre de telle façon dans l'embranchement d'amenée du gaz, que l'air de combustion est aspiré par le gaz qui arrive sous pression, alors la. réalisation du but fondamental de l'invention peut encore être favorisée en pourvoyant l'embran- chement d'amenée de l'air d'ouvertures latérales par lesquelles le gaz peut pénétrer dans le courant d'air qui traverse l'embran- chement d'amenée de l'air... Par la disposition de ces ouvertures
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qui peuvent être convenablement munies d'embranchements de tuyau situés à l'intérieur de l'embranchement d'amenée de l'air et dirigés sous un certain angle vers l'avant,
on obtient un mé- lange très intime de gaz et d'air de combustion et la vitesse d'inflammation du mélange de gaz et d'air est ainsi augmentée,, ce qui diminue encore la tendance de la flamme à danser ou pouf- fer ou les risques d'une combustion irrégulière.
Le dessin représente quelques exemples de modes de réalisa- tions de l'idée de l'invention appliquée à un appareil Cowper.
Fig.l est une coupe partiellement schématique par le Cowper et par le brûleur , gaz qui sert à son réchauffement.
Fig.2 est une coupe par l'embranchement d'arrivée de l'air du brûleur à gaz, à une plus grande échelle.
Fig.3 est une vue de face de l'embranchement d'amenée de l'air.
Fig.4 représente à une plus grande échelle une forme de réalisation de la grille disposée à l'ouverture d'entrée du mé- lange de gaz et d'air.
Fig.5 est une vue de face de la grille représentée dans la Fig.4.
Figs. 6 et 7 sont des représentations correspondantes aux
Figs. 4 et 5 respectivement, d'une autre forme de réalisation de la grille.
Sur le dessin, 1 est la chambre de combustion et la la ma- çonneris du Cowper, dans lequel débouche le tuyau d'arrivée 2 du mélange de gaz et d'air. Le tuyau d'amenée 2 est relié à un tuyau d'amenée de gaz 3, qui peut être fermé au moyen d'une vanne 6 actionnée par un volant à main. L'entrée de l'air de combustion dans le tuyau à gaz se fait par un embranchement d'a- menée de l'air 4, qui est disposé dans le tuyau à gaz à la fa- gon d'un injecteur. La pression de l'air de combustion amené est augmentée au moyen d'un ventilateur 9a qui est commandé par le moteur 9. Devant le ventilateur 9a on a disposé un cône muni de palettes-guides 10a, qui produit une vitesse uniforme du cou-
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rant de l'air jusqu'à sa partie centrale.
Devant l'ouverture de sortie de l'embranchement d'amenée de l'air 4 on a disposé de manière connue une vanne 5 à fermeture rapide, qui permet d'isoler le Cowper pendant la période du soufflage. Prés de l'ouverture d'entrée du mélange de gaz et d'air on a disposé dans la chambre de combustion 1, suivant l'invention, une chica- ne 14 construite comme une grille au niveau de -laquelle la flam- me se produit. La chicane 14 consiste en barreaux rayonnants 17 et en un organe conique 18, dont la pointe est dirigée contre le courant et se trouve environ au centre du tuyau d'a- menée 2 du mélange de gaz et d'air. pour obtenir un mélange aussi intime que possible du gaz et de l'air de combustion, on a pourvu l'embranchement d'amenée d'air 4 d'ouverture latérales 11, dans lesquelles des bouts de tuyau 12 dirigés vers l'avant sont soudés.
Par ces ouvertures ou bouts de tuyaux une partie du gaz de la conduite de gaz 3 peut pénétrer dans l'intérieur de l'embranchement d'amenée de l'air 4, où elle avance jusqu'au centre extrême du courant d'air de sorte qu'il se produit un mélange intime de gaz et d'air jusqu'au noyau central du courant.
Dans les Figs. 4 à 7 on a représenté d'autres possibilités de construction et de disposition des chicanes prévues dans la chambre de combustion 1, à l'ouverture d'entrée du mélange de gaz et d'air. Dans les Figs. 4 et 5 la chicane consiste en une grille à barreaux 14a disposée dans une position inclinée devant l'ouverture d'entrée, et qui fixée dansla maçonnerie du fond de la chambre de combustion, est disposée directement con- tre le tùyau d'amenée 2 et repose à l'extrémité supérieure con- tre la paroi intérieure de la chambre de combustion 1 au dessus du bord supérieur de l'ouverture d'entrée.
Comme d'après l'expérience le noyau central du courant du mélange de gaz et d'air présente une plus grande proportion d'air que les autres parties du courant du mélange de gaz et d' air et qu'ainsi la vitesse d'inflaxilluation, qui diminue avec la
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teneur en air, est la plus petite à l'intérieur du courant, il est convenable de construire les chicanes de sorte que leur ef- fet augmente vers le centre du courant. Dans la forme de réali- sation représentée dans les Figs. 4 et 5 cela a été obtenu en ajoutant dans la partie centrale de la grille à barreaux 14a, un certain nombre de barreaux 15, 16. Dans la forme de réali- sation représentée dans les Figs. 6 et 7 la construction de la chicane en forme de grille est essentiellement la même que cel- le de la grille 14 représentée dans la Fig.l.
La grille 14b con- siste dans ce cas en un certain nombre de barreaux rayonnants 17a et dans la partie centrale de laquelle on a disposé à cause de l'excédent d'air au centre du courant du mélange de gaz et d'air, un organe conique 18a dont la pointe est dirigée contre le courant et qui est disposé à peu près au centre du tuyau d'amenée d'air 2.
Les dimensions de la grille, l'épaisseur et la distance réciproque des barreaux de grille, ainsi que la distance de la grille de l'embouchure du tuyau d'amenée pour le mélange de gaz et d'air, sont naturellement choisies a volonté, et seront déterminées dans chaque cas d'après les conditions locales.
Pour un débit allant jusqu'à 21000 m3 par heure, on a trouvé convenable des barreaux en fer d'environ 25 mm. d'épaisseur avec un écartement de 100mm. Pour de plus grandes quantités de gaz alland jusqu'à 24000 m3 par heure on a trouvé spécialement avan- tageux l'emploi d'une grille construite suivant les Figs. 6 et 7.
Dans la construction de la grille à barreaux rayonnants repré- sentée dans les Figs. 1 et 6, 7 on peut éventuellement prévoir au lieu d'un cône, des anneaux à écartements égaux ou progressifs vers l'extérieur et de façon générale la construction des chi- canes, qui ne sont pas nécessairement en forme de grille, peut être choisie à volonté,pourvu que ces chicanes soient disposées et construites de façon à ce qu'elles provoquent une diminution de la vitesse du courant du mélange de gaz et d'air dans les endroits envisagés et une répartition du courant sur
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une plus grande section transversale.
Résume.
En résumé l'invention concerne:
1. Perfectionnements aux brûleurs à gaz de grande puissance, auxquels le mélange de gaz et d'air est alimenté avec une vitesse d'entrée qui dépasse considérablement la vitesse d'inflammation, principalement pour les appareils Cowper, caractérisé en ce que dans la chambre de combustion à l'ouverture d'entrée du courant du mélange de gaz et d'air ou avant celle-ci, des chicanes sont disposées au niveau desquelles le courant se divise, de sorte qu'à l'abri du courant formé par la ou les chicanes, 11 il se produit des endroits de vitesse réduite, où la flamme peut se former et où le courant du gaz est réparti à une certaine dis- tance derrière la ou les chicanes sur une section transversale augmentée,,
dans laquelle la vitesse moyenne du courant est en dessous de la vitesse d'inflammation, de façon que la flamme qui se produit aux chicanes et aux bords de l'ouverture d'entrée ne s'en détache pas.
2. Dispositif selon 1, caractérisé en ce que la chicane consiste en une grille disposée dans le chemin du mélange de gaz et d'air entrant dans la chambre de combustion.
3. Dispositif selon 1, caractérisé en ce que la chicane consiste en un cône disposé dans le chemin du mélange de gaz et d'air entrant, avec la pointe dirigée en sens contraire du courant., et dont la pointe se trouve environ au centre du cou- rant de gaz et d'air.
4. Dispositif selon 2, caractérisé en ce que la grille est disposée dans une position inclinée contre la paroi de la cham- bre, dans laquelle débouche le canal d'arrivée du mélange de gaz et d'air.
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