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Mémoire descriptif à l'appui de la demande de brevet " PERFECTIONNEMENTS AUX BRULEURS A COMBUSTIBLE LIQUIDE . "
La présente invention se rapporte aux brûleurs à combus- tible liquide, du type dans lequel le combustible est pulvérisé par un jet de vapeur d'eau, engendrée dans une chaudière à vapori- sation instantanée chauffée par la flamme du brûleur.
La présente invention concerne certains perfectionne- ments aux brûleurs à combustible liquide du type ci-dessus, desti- nés plus particulièrement à rendre le brûleur propre à l'emploi de combustibles lourds et goudronneux et à brûler sans un tirage d'air constant.
Conformément à la présente invention, le générateur de
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vapeur est disposé autour du brûleur et extérieurement à la, zône des flammes, et est constitué par deux ou un plus grand nombre de paires de tubes, les extrémités avant des tubes de chaque paire étant relises entre elles.
Un tube d'une paire s'étend en avant à partir d'un raccord creux dans lequel l'eau est amenée, et d'autre tube de la paire ( qui peut être disposé soit parallèlement au pre- mier tube, soit dans une position convergente par rapport à celui- ci) revient en arrièrjusqu'à un autre raccord, à partir duquel la vapeur passe dans la tuyère de pulvérisation placée au centre ; raccords respectifs des paires de tubes sont disposés, en alternant entre eux, à une certaine distance par rapport à l'axe du brûleur.
Les raccords, à partir desquels les tubes générateurs de vapeur s'é- tendent et auxquels ils reviennent, peuvent être disposés suivant des barres transversales creuses ou en étoile, dans des plans transversaux différents, ou bien les tubes d'un groupe peuvent être reliés à des raccords disposés entre ceux de l'autre groupe et dans le même plan transversal.Les tubes peuvent être parallèles et reliés entre eux par un coude de forme semi-circulaire à leurs extrémités avant, mais ils sont de préférence constitués par des éléments rectilignes, les tubes de chaque paire convergeant l'un vers l'autre et étant reliés entre eux à leur extrémité avant ; cet- te disposition facilite l'introduction, à l'intérieur des tubes, dé tiges formant des noyaux dans les chambres d'eau ;
ces tiges-noyaux rectilignes sont introduites par des ouvertures, ménagées dans les faces arrière des raccords respectifs et fermées en temps normal par des tampons filetés.Un couvercle cylindrique peut être monté autour du générateur, et un tube intérieur peut être placé à l'in- térieur du cercle de tubes générateurs pour protéger ceux-ci con- tre l'action directe de la flamme; ce tube de protection est de préférence relié à une enveloppe extérieure concentrique, qui à son tour entoure le couvercle cylindrique, de manière à cons- tituer un conduit en chicane pour le chauffage préalable de l'air allant au brûleur.
La tuyère à vapeur est supportée par un bossage central
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ou moyeu, à partir duquel plusieurs tubes radiaux s'étendent jus- qu'aux raccords, reliés aux tubes de retour de vapeur du générateur.
Cette tuyère comporte, à l'intérieur du bossage central ou moyeu, une queue ou prolongement arrière, entourant de préférence un fil- tre tubulaire, consistant en un rouleaude toile métallique fine ; ce prolongement est engagé dans l'alésage d'un tampon fileté, montésui- vant l'axe dans la face arrière du moyeu; ce tampon fileté est disposé de façon à pouvoir servir de dispositif de décharge, par l'ouverture duquel on peut laisser de la vapeur d'eau s'échapper de l'intérieur, en produisant un effet d'éjecteur sur l'extrémité arrière ouverte de la tuyère à vapeur ;
en résulte que de l'air est aspiré à l'extrémité avant de la tuyère et s'échappe en même temps que la vapeur, de façon à nettoyer la tuyère de toute obs- truction ou de tout dépôt qui ne peut être enlevé par le courant normal de vapeur passant dans la direction avant, et à nettoyer également le filtre, s'il est nécessaire,
La tuyère à combustible liquide est disposée en avant de la tuyère à vapeur, en faisant un angle de 85 ,par exemple, avec l'a- xe de la tuyère à vapeur.Cette tuyère à combustible liquide est vissée dans une branche, sensiblement verticale, d'une pièce de liai- son ou coude, supporté en-dessous du moyeu de la tuyère à vapeur;
cette branche verticale du coude constitue un conduit, dans lequel le combustible monte en temps normal jusqà' à un niveau situé juste en dessous de l'extrémité supérieure de la branche; le joint à vis entre la tuyère et le coude est par conséquent exempt de toute ten- dance à des fuites. Le coude ou pièce de liaison peut lui-même être supporté de façon à pouvoir tourner et une vis de réglage peut être amenée en engagement avecla face latérale de la branche ver- ticale du coude, de façon à permettre la mise en place exacte de la tuyère à combustible liquide dans le sens latéral par rapport à la tuyère à vapeur. La tuyère à combustible liquide est également de position réglable dans le sens vertical par vissage ou dévissa- ge dans le coude.
L'invention est décrite ci-après en détail en référencé
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aux dessins ci-joints, dans lesquels :
La fig.I est une vue en élévation arrière, partiellement en coupe ,montrant le brûleur suivant l' invention, avec ses réser- voirs à combustible et à eau, dans la forme de réalisation préférée de l'invention.
La fig.2 est une vue en plan correspondante;
La fig.3 est une vue en élévation de côté du brûleur, partiellement en coupe verticale.
La fig. 4 est une vue en plan correspondante, partie en coupe horizontale.
La fig.5 est une vue en élévation d'extrémité du brûleur, en regardant celui-ci de la gauche sur la fig.3.
La fig. 6 est une vue en élévation d'extrémité du brûleur, en regardant celui-ci de droite sur la fig.3 ,avec le couvercle amovible supposé enlevé.
La fig.7 ast une vue de détail du dispositif de réglage permettant la mise en place exacte de la tuyère à combustible li- quide .
La fig.8 représente une forme de réalisation modifiée du générateur de vapeur.
Les fig.I et 2 représentent un dispositif de brûleur, destiné au chauffage d'un four, avec peu ou pas de tirage. Un ré- servoir à combustible a et un réservoir à eau b sont montés sur un châssis en fers-cornières c.; le réservoir à combustible est main- tenu en place de façon amovible à la partie supérieure par une courroie a1, qui sert également à la fixation d'une poignée a2; le réservoir à eau b est logé entre les montants c1 du châssis et com- porte un orifice de remplissage b1 et un robinet d'échappement d'air ,b2 .
Une pompe d, â commande à la main, montée verticalement d'un côté du chassis ±., sert à comprimer de l'air dans le réservoir à eau, à une pression de 7kg/cm2 par exemple, cet air étant employé à la fois pour la mise en marche du brûleur et pour le refoulement d'eau dans le générateur de vapeur pendant la marche normale.Un
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robinet à trois voies e, dispose d'un côté du chassis, comporte un tuyau de raccord e1, partant de la chambre d'air à la partie supé- rieure du réservoir à eau b, ainsi qu'un autre tuyau de raccord e2, partant de la partie inférieure du réservoir à eau b, du robinet à trois voies e, un tuyau e3 conduit au générateur de vapeur, comme décrit- ci-après.
En-dessous du réservoir à combustible a et au-dessus du réservoir à eau b est disposée une chambre d'alimentation d'hui- le f, comportant un fond en forme de dôme f1 et une cuvette filtran- te f2, chambre dans laquelle le combustible liquide est amené à par- tir du réservoir a par un ajutage a3 , qui contrôle le niveau du com- bustible liquide dans la chambre f; le réservoir a étant complète- ment fermé à l'exception de cet ajutage ,l'huile ne peut s' échepo per que par l'entrée d'air dans l'ajutage a3, de sorte que le ni- veau de l'huile est maintenu constant de la manière bien connue.
A l'intérieur de l'ajutage a3 est montée une soupape d'arrêt a4, soumise à l'action d'un ressort a5; la soupape est en temps normal maintenue levée, par le fait que sa tige repose sur la cuvette fil- trante f2,supportée par le fond f1; mais chaque fois que l'on enlève le réservoir d'huile, la soupape a4 se ferme automatiquement et empêche la perte d'huile.Une tubulure f3 ,munie d'un écrou f4, passe à travers la chambre d'alimentation d' huile f pour amener l'huile au brûleur.
Pour le remplissage du réservoir à combustible, on enlève le réservoir a du chassis c et on le retourne de manière qu'il re- pose sur les semelles a6; on dévisse alors l'ajutage a3,renfermant la soupape d'arrêt a4, et on verse le combustible dans le réservoir, qu'on ferme à nouveau en vissant en place l'ajutage a3 , avant de remettre le réservoir a en place sur le chassis c.Pendant le transport ou lorsque le brûleur n'est pas en fonctionnement, la sou- pape d'arrêt a4 peut être enfermée par un chapeau amovible a7,vis- sé sur l'ajutage a3, ce chapeau étant en temps normal monté sur un support a8 à la partie supérieuredu réservoir à eau.
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A une extrémité du châssis c est assemblée, de manière amovible, au moyen de vis c2, une boite ou caisse g en forme de D, qui supporte le brûleur, avec son générateur de vapeur et son cou- vercle, l'axe du brûleur étant disposé à angle droit par rapport à la longueur des réservoirs a et b.
La boite de support g comprend une plaque verticale en forme d'équerre g1 et une plaque courbe g2, qui sont assemblées entre elles par des vis g3, passant à travers le bord libre de la plaque en équerre g1 et à travers une bride g4 ménagée à une extrémité de la plaque courbe ..Le côté arrondi de cette dernière comporte une ouverture, permettant d'avoir accès à l'intérieur de la boite de support jusqu'au brûleur pour la visite de celui-ci ,cette ouverture étant fermée en temps normal par un vo- let à charnière g5, fixé par une vis g6.
En référence aux figs 3 à 5, la plaque en équerre g1 com- porte une fente en arc de cercle g7, laissant une surface centrale , qui est percée d'une ouverture pour recevoir une pièce creuse h , fixée en position aumoyen d'un écrou h1 sur sa queue filetée h2 sur le côté extérieur de la plaque g1.La pièce h constitue un bossage ou moyeu, à partir duquel s'étendent radialement plusieurs tubes i, qui sont reliés séparément à leurs extrémités intérieures il avec l'intérieur de la pièce creuse h, tonnant moyeu, et , à leurs extrémitês extérieures i2 axée l'intérieur d'un nombre correspon- dant de raccords j, qui sont situés à une certaine distance l'un de l'autre autour du moyeu h et en alignement avec la fente 7.on peut employer, par exemple ( comme représenté sur la fig.8),deux tubes radiaux i,
dirigés en sens opposé, formait par leur réunion une barre transversale creuse, avec deux raccords 1 à ses extrémités opposées ; ou bien on peut employer trois ou un plus grand nombre de tubes radiaux i, disposés suivant des angles convenables, de façon à constituer une sorte d'étoile, avec un nombre correspondant de raccords j aux extrémités des pointes de l'étoile.
Entre les raccords j sont disposés, de distance en dis- tance , de façon à alterner avec ceux-ci parrapport à l'axe du brû- leur, un nombre égal de raccords k, qui peuvent être reliés entre
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eux par une autre barre transversale x ( ou par une étoile), dispo- sée dans un plan s itué en arrière des tubes i, comme représentésur la fig.8 ;
toutefois, dans la construction employée de préférence, ces raccords k sont disposés dans le même plan que les raccords j et sont situés à l'intérieur de la fente ; ces raccords k sont alors reliés entre eux deux à deux parades tuyaux extérieurs cour- bes k1, comme représenta sur la fig.6, et l'un de ces raccords k est également relié par un tuyau k2 et un écrou k3 au tuyau e3, ve- nant du robinet à trois voies e, qui sert à l'amenée d'air ou d'eau
Entre les raccords respectifs 1 et k de chaque roupe est disposée une paire de tubes générateurs de vapeur 1, 11;
le tube.:!:. est fixé par vissage ou par brasage au raccord 1 ( qui conduit à la pièce h formant moyeu), et le tube 11 est fixé de manière semblable à l' au- tre raccord k (qui est relié à l'amenée d'air ou d' eau) . Tous les tubes générateurs de vapeur sont reliés entre eux extérieurement par un bracelet 12 disposéapproximativement à l'extrémitéavant du support g ;
¯ce bracelet est fixµ en place par brasage, de manière à permettre à l'ensemble des tubes de résister à l'effort de torsion nécessaire pour le vissage ,et le dévissage des tampons j2et k5 ... décrits ci-après .Les autres extrémités des tubes générateurs de vapeur 1,11 sont reliées entre elles par paires, par exemple par des collecteurs ou chapeaux 13 , auxquels ces extrémités des tubes respectifs sont fixées par vissage ou brasage ,de manière à laisser un espace libre pour l'écoulement du fluide @ partir d'un tube dans l'autre.
Les deux, tubes 1,11 de chaque paire sont représentés comme convergeant dans la direction avant ( voir fig. 3 et 4) ,de sorte qu'ils se touchent presque à l'endroit où ils entrent dans le collecteur 13; l'espace intérieur creux de celui-ci est foré ou profilé, de manière à présenter une forme correspondant au prolonge- ment des tubes cylindriques qui se coupent, à peu près jusqu'à son extrémité, qui est fermée par une paroi pleine 14 ; des rivets 15 , passant à travers les extrémités 14 des collecteurs 13 ,servent à la fixation d'une bague aplatie 16,qui maintient les collecteurs 13 dans leur position correctte.
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Ou bien, comme dans la variante représent ée sur la fig.8 les tubes générateurs de vapeur 1, 11 peuvent être disposés parallè- lement l'un à l'autre et reliés entre eux par paires, à leurs extré- mités avant, par des coudes semi-circulaires 17, auxquels une bague aplatie 16 est fixée par brasage ou de façon analogue
Les raccords 1 et k supportant les extrémités arrière des tubes générateurs, de vapeur, comportent dans leurs faces arrière des ouvertures taraudées et k4,fermées en temps normal par des tampons filetés j2 et k5 ,représentés comme ayant des têtes hexago- nales.
A travers les ouvertures j1 et k4 , après enlèvement des tàm- pons respectifs on introduit dans les tubes génératue 1, 11 un nombre correspondant de tiges m, qui s ont d'un diamètre légèrement inférieur au diamètre intérieur des tubes; ces tiges sont poin- tues à leurs extrémités avant ml, qui s'engagent dans les collac- teurs 13 ,de manière à laisser l'espace nécessaire pour l'écoulement libre du fluide à partir du tube 11 dans le tube 1 correspondant.
A leurs extrémités arrière, lestiges m, vont en diminuant de dia- mètre jusqu' à des parties d'extrémité cylindriques, de diamètre ré- duit, m2 ,qui, sont engagées dans les évidements centraux des tam - pons j2 ,k5 respectifs, de manière à maintenir les tiges m en ali- gnement avec les tubes ; les parties tronconiques m3 d.es tiges lais- sent l'espace nécessaire pour un passage facile du fluide dans et hors des raccords 1 et k.
Les tiges m servent de noyaux à l'intérieur des tubes gé- nérateurs' de vapeur, en limitant le passage libre au petit espace annulaire ou jeu laissé autour des tiges-knoyaux; ceci no.i seule- mentréduit la quantité absolue d'eau ou de vapeur et aussi sa quan- tité proportionnellement à la surface de chauffe des tubes, de ma- nière à donner une production instantanée de vapeur comme dans une chaudière à vaporisation instantanée, mais agit en outre de façon à empêcher une accumulation d'eau dans et entre les divers tubes 1, 11, en rendant ainsi la production de vapeur plus uniforme et le fonctionnement du brûleur plus régulier.
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.La pièce centrale h, formant moyeu, supporteégalement la tuyère à vapeur n; ce moyeu h comporte à cet effet une ouverture taraudée h3, dans laquelle la tuyère n est vissée; la queue tronco- nique n1 de la tuyère pénètre dans l'espace relié aux extrémités intérieures des tubes radiaux i et son extrémité arrière est munie d'un filtre en toile métallique n2, enroulé sous forme cylindrique.
Autour de ce filtre est dispos un tampon fileté creux rengagé à l'intérieur de la queue h2 du moyeu h ; l'extrémitésaillante o1 de ce tampon o porte un volant à main o2. A l'intérieur du tampon fileté .3. est logée une pièce en forme de dé, o3,dont l'extrémité avant est taillée en biseau en o4, de façon à s'appliquer sur un siège h4, ménagé à l'intérieur du moyeu h. Aussi longtemps que le dé o3 reste appliqué de façon étanche sur son siège, la vapeur provenant des tubes générateurs 1 est obligée de passer à l'inté- rieur du dé 03 et à travers le filtre n2 dans son trajet vers la tuyère n;
mais si l'on fait tourner le volant à main o2 de façon à ramener en arrière par dévissage le tampon o et le dé o3, la vapeur peut alors s'échapper à l'extérieur en passant par le siege h4 et par un certain nombre de trous h5 percés radialement dans le mo- yeu h. La vapeur qui s'échappe produit un effet d' éjecteur à 1 extrémité, taillée en biseau, du dé o3, et l'aspiration qui en ré- sulte entraine de l'air à travers la tuyère n et le long de la queue n1, de manière à nettoyer le filtre n2 , les impuretés étant chassées à l'extérieur par les trous h5 et projetées en avant dans la zône de la flamme du brûleur.
Dans la variantereprésent éesur la fig.8 la barre trans- versale, formée par les tubes i, i , et supportant la tuyère à va- peur n, est munie d'un bossage central z, sur la face arrière duquel est monté un tampon fileté z1,,comportant un dispositif de décharge z2 ,fixé en place par vissage et, servant à l' échappement de vapeur , d'une manière semblable.
La tuyère à combustible p est montée en-dessous de la tuyère à vapeur 11 (voir fig.3) avec son axe disposé suivant un angle de 85 par rapport à l'axe horizontal de celle-ci; l'orifice
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de la tuyère à combustible est situ4 un peu plus bas que celui de la tuyère à vapeur et à une distance d'environ 3mm en avant de celui-ci.
La tuyère à combustible p est de position réglable en hauteur, dans le but d'obtenir l'aspiration convenable pour élever le combustible liquide à partir de la chambre d'alimentation f sous l'action du jet de vapeur ; cet effet, la tuyère à combus- tible comporte une queue filetée p1 engagée dans la branche verti- cale d'une pièce en forme de coude q, à travers laquelle le com- bustible est amené par un tuyau q1 relié à la tubulure f3; un écrou de blocage p2,à surface latérale moletée, permet de serrer la tuyère en place après son réglage en position.
L'extrémité supé- rieure de la branche verticale du coude g est située au-dessus du niveau du liquide dans la chambre d'alimentation d'huile f,de sorte qu' aucun échappement d' huile au-delà du filetage n'est à craindre Le coude q comporte une valve de réglage de l'alimentation de combustible, consistant en une tige q2 ,s'adaptant exactement dans l'alésage q3 de la branche horizontale du coude et qu'on peut faire avancer dans cet alésage de façon à obturer l'orifice q4,par lequel pénètre le combustible ; tige CI 2 est actionnée au moyen d'un volant à main q5 et comporte un filetage en q6 ,pour venir en prise avec une partie filetée de façon correspondante de l' al ésage.
La tuyère à combustible p est également disposée de fa- çon qu'on puisse régler sa position latérale par rapport à la tuyè- re à vapeur n, de telle sorte qu'on puisse amener leurs axes à se couper très exactement, en évitant ainsi toute dissymétrie de la flamme du brûleur. Comme il peut être nécessa.ire, à certains moments de déplacer la tuyère à combustible, pour permettre l'enlèvement de la tuyère à vapeur, par exemple, et pour permettre de retrouver sans difficulté le réglage en position initial', le coude q est monté de façon à pouvoir tourner dans un bossage r ,qui est supporté en des- sous du moyeu h.
L'extrémité avant du bossage r est taillée en cône en r1, de manière à former un siège conique pour un épaulement, de forme conique correspondante, ménagé sur le coude 1, de façon à obtenir un joint rodé ; épaulement du coude g est amené en contact
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avec le siège conique par un écrou r2, se vissant sur 1 extraite extérieure du coude, avec interposition d'une rondelle en cuivre r3 pour empêcher des fuites à cette extrémité du coude.
Le bossa- ge r peut être formé d'une seule pièce avec lemoyeu h, auquel il est alors relié par une nervure verticale r4 (fig.6) ,venue de fon- derie d'une seule pièce avec le bossage et le moyeu; d'un côté de cette nervure r4 est venue de fonderie, ou est fixée au moyen de vis (comme représenté sur la, fig. 7), une console s, qui porte une vis de réglage ¯si avec un écrou de blocage s2; la pointe de cette vis vis de réglage prend appui contre la branche verticale du coude ro- tatif q qui supporte la tuyère à combustible.
En réglant la posi- tion de la vis s1, on peut faire tourner le coude par rapport au bossage r, de manière à amener l'axe de la tuyère à combustible p jusqu' à l'axe de la tuyère à vapeur n ; lorsque les deux tuyères se trouvent dans la position relative convenable, on serre 1' écrou s2 de manière à fixer la position de réglage ; on peut alors faire tourner le coude q à un moment quelconque, pour écarter la tuyère à combustible de la position de marcha, et retrouver immédiatement pette position en ramenant simplement le coude q contre la vis de réglage s1.
Il est à remarquer que les tubes générateurs 1 et 11 sont disposés autour de l'axe du brûleur et que, soit qu'ils soient disposés parallèlement l'un à l'autre, avec leurs extrémités avant reliées entre elles par des coudes semi-circulaires,(comme reré- sentésur la fig.8) soit qu'ils soient disposés par paires conver- gentes, avec les extrémités avant des tubes de chaque paire reliées entre elles par un collecteur 13 (comme représenté sur les fig.3 à 5) ,les tubes sont hors de portée de la flamme du brûleur (flamme indiquée par les traits mixtes, fig.3 et 8) et sont protégés à la fois contre le dépôt de carbone non brûlé et contre une chaleur excessive due à l'action directe du choc des gaz de la combustion.
Pour protéger encore davantage les tubes contre une détérioration, on peut les entourer d'une gaine tubulaire d'argile réfractaire ou autre matière réfractaire, moulée sur les tubes après montage. De
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préférence,toutefois, il est prévu un couvercle métallique, qui sert en même temps au chauffage préalable de l'air destiné à la combustion,ce couvercle étant constitué d'une ou plusieurs pièces
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amovibl ,comme:#préseaté sur les fig.2,3 et 4.
Un couvercle cylindrique t, qui s'étend en avant jusqu'aux extrémités des collecteurs 13, est monté autour du brûleur et du générateur de vapeur et est supporté par l'extrémité avant de la boite g; à l'intérieur du cercle de tubes générateurs est en- filé un tube de protection u, qui repose à son extrémité avant sur le fond de la bague 16 et à son extrémité arrière sur une oreille entaillée q7 ,faisant saillie sur le coude g.
Ce tube de protection u est relié par un disque annulaire u1, à son extrémité avant, à une enveloppe tabulaire concentrique u2 ,qui entoure le couvercle cylindrique t, et est supporté par celui-ci par l'intermédiaire de, lames-glissières t1, auxquelles il est relié defaçon amovible par des fentes à baïonnette u3 et des tenons t2;;
l'enveloppe u2, étant plus courte que le tube de protection u, laisse à son extré- mité arrière une ouverture u4 pour l'entrée d'airéntre elle-même et la boite de support g. L' air,pénétrant par cette ouverture, se dirige vers l'avant à l'intérieur de l'enveloppe u2 età l'extérieur du couvercle t, jusqu'à ce qu'il atteigne l'extrémité avant de ce dernier, où il est dévié par le disque u1 et est obligé de revenir en arrière en contact avec les tubes générateurs de vapeur 1 Il entre le couvercle t et le tube de protection u.A l'extrémité ar- rière de ce dernier, l'air passe à l'intérieur du brûleur, dont la flamme s'étend vers l'avant à travers l'intérieur du tube de pro- tection.
Pour protéger les raccords j, et k du générateur de va- peur contre un refroidissement accidentel pendant le fonctionne- ment,par exemple par un courant d'air froid ou par la projection d'eau sur ceux-ci,ces raccords peuvent être protégés par un cou-
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vercle en métalpmbouti ¯v,r appliqué derrière la boite de suoport et fixé par exemple au moyen des vis g3; cette plaque-couvercle v est repoussée vers l'extérieur ou emboutie en forme de dôme, comme
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représenté en v1, au-dessus des divers raccords 1 et k , de manière à laisser un espace pour le passage d'air derrière ceux-ci;
le dôme , vl est percé d'une ouverture pour laisser passer le tampon-valve o,
Les tubes générateurs 1 11 et les tiges-noyaux m, les collecteurs 13 et le dé o3 peuvent être faits avec l'alliage ré- sistant connu sous le nom de métal Monel, ou avec toute autre ma- tière propre à résister à l'action de la vapeur d'eau et d tempé- ratures élevées ; le moyeu h et les raccords j et k sont de pré- férence faits en bronze phosphoreux ou matière analogue.
REVENDICATIONS.
L'invention concerne: I ) Un brûleur à combustible liquide, du type dans lequel le combustible est pulvérisé par un jet de vapeur d'eau produite dans une cnaudière à vaporisation instantanée, chauffée par la flamme du brûleur, caractérisé en ce que le générateur de vapeur est disposé autour du brûleur et extérieurement à la zone de la flamme de celui-ci, et est constitué par deux ou un plus grand nom- bre de paires de tubes, les extrémités avant des tubes de cnaque paire étant reliées entre elles.
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Descriptive memorandum in support of the patent application "IMPROVEMENTS IN LIQUID FUEL BURNERS."
The present invention relates to liquid fuel burners, of the type in which the fuel is atomized by a jet of water vapor generated in an instantaneous vaporization boiler heated by the flame of the burner.
The present invention relates to certain improvements to liquid fuel burners of the above type, intended more particularly to make the burner suitable for the use of heavy and tarry fuels and for burning without constant draft.
In accordance with the present invention, the generator of
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steam is disposed around the burner and outside the flame area, and is formed by two or more pairs of tubes, the front ends of the tubes of each pair being connected to each other.
A tube of one pair extends forward from a hollow fitting into which water is supplied, and other tube of the pair (which may be arranged either parallel to the first tube or in a converging position relative to it) returns back to another connection, from which the steam passes into the spray nozzle placed in the center; Respective fittings of the pairs of tubes are arranged, alternating with each other, at a certain distance from the axis of the burner.
The fittings, from which the steam generator tubes extend and to which they return, can be arranged in hollow or star transverse bars, in different transverse planes, or the tubes of a group can be connected. to fittings arranged between those of the other group and in the same transverse plane The tubes may be parallel and connected to each other by a semicircular bend at their front ends, but they are preferably formed by rectilinear elements , the tubes of each pair converging towards each other and being interconnected at their front end; this arrangement facilitates the introduction, inside the tubes, of rods forming cores in the water chambers;
these rectilinear core rods are introduced through openings in the rear faces of the respective fittings and normally closed by threaded plugs. A cylindrical cover can be mounted around the generator, and an inner tube can be placed inside - inside the circle of generator tubes to protect them against the direct action of the flame; this protective tube is preferably connected to a concentric outer casing, which in turn surrounds the cylindrical cover, so as to constitute a baffle duct for the preheating of the air going to the burner.
The steam nozzle is supported by a central boss
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or hub, from which several radial tubes extend to the fittings, connected to the steam return tubes of the generator.
This nozzle comprises, inside the central boss or hub, a tail or rear extension, preferably surrounding a tubular filter, consisting of a roll of fine wire mesh; this extension is engaged in the bore of a threaded plug, mounted following the axle in the rear face of the hub; this threaded plug is arranged so that it can serve as a discharge device, through the opening of which water vapor can be allowed to escape from the inside, producing an ejector effect on the open rear end steam nozzle;
as a result, air is sucked in at the front end of the nozzle and escapes together with the steam, so as to clean the nozzle of any obstruction or any deposit which cannot be removed by the nozzle. normal stream of steam passing in the forward direction, and also to clean the filter, if necessary,
The liquid fuel nozzle is placed in front of the steam nozzle, making an angle of 85, for example, with the attachment of the steam nozzle. This liquid fuel nozzle is screwed into a branch, substantially vertical , of a connecting piece or elbow, supported below the hub of the steam nozzle;
this vertical branch of the elbow constitutes a conduit, in which the fuel rises in normal times up to a level located just below the upper end of the branch; the screw joint between the nozzle and the elbow is therefore free from any tendency to leak. The elbow or connecting piece may itself be supported so as to be able to turn and an adjustment screw may be brought into engagement with the side face of the vertical branch of the elbow, so as to allow the exact positioning of the elbow. liquid fuel nozzle in the lateral direction of the steam nozzle. The liquid fuel nozzle can also be adjusted vertically by screwing or unscrewing it in the elbow.
The invention is described below in detail with the reference
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to the attached drawings, in which:
Fig. 1 is a rear elevational view, partially in section, showing the burner according to the invention, with its fuel and water tanks, in the preferred embodiment of the invention.
Fig.2 is a corresponding plan view;
Fig.3 is a side elevational view of the burner, partially in vertical section.
Fig. 4 is a corresponding plan view, partly in horizontal section.
Fig. 5 is an end elevational view of the burner, looking at it from the left in Fig. 3.
Fig. 6 is an end elevational view of the burner, looking at it from the right in Fig. 3, with the supposed removable cover removed.
Fig. 7 is a detailed view of the adjustment device allowing the exact positioning of the liquid fuel nozzle.
Fig. 8 shows a modified embodiment of the steam generator.
Figs. I and 2 show a burner device, intended for heating an oven, with little or no draft. A fuel tank a and a water tank b are mounted on an angle iron frame c .; the fuel tank is removably held in place at the upper part by a strap a1, which also serves to attach a handle a2; the water tank b is housed between the uprights c1 of the frame and has a filling orifice b1 and an air exhaust valve, b2.
A hand-operated pump, mounted vertically on one side of the frame ±., Is used to compress air in the water tank, at a pressure of 7 kg / cm2 for example, this air being used at the both for starting the burner and for delivering water to the steam generator during normal operation.
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three-way valve e, has one side of the frame, has a connection pipe e1, from the air chamber to the upper part of the water tank b, as well as another connection pipe e2, Starting from the lower part of the water tank b, from the three-way tap e, a pipe e3 leads to the steam generator, as described below.
Below the fuel tank a and above the water tank b is arranged an oil supply chamber f, comprising a dome-shaped bottom f1 and a filter bowl f2, in which chamber the liquid fuel is brought from the tank a by a nozzle a3, which controls the level of the liquid fuel in the chamber f; the reservoir a being completely closed with the exception of this nozzle, the oil can only escape through the air inlet in the nozzle a3, so that the oil level is held constant in the well known manner.
Inside the nozzle a3 is mounted a stop valve a4, subjected to the action of a spring a5; the valve is normally kept raised, by the fact that its rod rests on the filter bowl f2, supported by the bottom f1; but each time the oil tank is removed, the valve a4 closes automatically and prevents the loss of oil.A tubing f3, fitted with a nut f4, passes through the oil supply chamber f to bring the oil to the burner.
To fill the fuel tank, the tank a is removed from the frame c and it is turned over so that it rests on the soles a6; the nozzle a3 is then unscrewed, containing the stop valve a4, and the fuel is poured into the tank, which is closed again by screwing the nozzle a3 in place, before putting the tank a back in place on the chassis c. During transport or when the burner is not in operation, the shut-off valve a4 can be enclosed by a removable cap a7, screwed onto the nozzle a3, this cap being normally fitted on a support a8 on the upper part of the water tank.
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At one end of the frame c is removably assembled by means of screws c2, a D-shaped box or box g, which supports the burner, with its steam generator and its cover, the burner axis being disposed at right angles to the length of tanks a and b.
The support box g comprises a vertical square-shaped plate g1 and a curved plate g2, which are joined together by screws g3, passing through the free edge of the angled plate g1 and through a flange g4 formed at one end of the curved plate .. The rounded side of the latter has an opening, allowing access to the interior of the support box up to the burner for inspection of the latter, this opening being closed in normal time by a hinged shutter g5, fixed by a screw g6.
With reference to figs 3 to 5, the angled plate g1 comprises an arcuate slot g7, leaving a central surface, which is pierced with an opening to receive a hollow part h, fixed in position by means of a nut h1 on its threaded shank h2 on the outer side of the plate g1.The part h constitutes a boss or hub, from which extend radially several tubes i, which are connected separately at their inner ends it with the interior of the hollow part h, thundering hub, and, at their outer ends i2 centered the interior of a correspon- ding number of fittings j, which are located at a certain distance from each other around the hub h and in alignment with the slot 7, for example (as shown in fig. 8), two radial tubes i,
directed in the opposite direction, formed by their meeting a hollow transverse bar, with two fittings 1 at its opposite ends; or one can use three or a greater number of radial tubes i, arranged at suitable angles, so as to constitute a sort of star, with a corresponding number of connections j at the ends of the points of the star.
Between the connectors j are arranged, at a distance, so as to alternate with them with respect to the axis of the burner, an equal number of connectors k, which can be connected between
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them by another transverse bar x (or by a star), arranged in a plane s itué behind the tubes i, as shown in fig.8;
however, in the construction preferably employed, these connectors k are arranged in the same plane as the connectors j and are located inside the slot; these fittings k are then connected to each other by two curved outer pipes k1, as shown in fig. 6, and one of these fittings k is also connected by a pipe k2 and a nut k3 to the pipe e3, from the three-way valve e, which serves to supply air or water
Between the respective connections 1 and k of each roup is arranged a pair of steam generator tubes 1, 11;
the tube.:!:. is fixed by screwing or by brazing to the connector 1 (which leads to the part h forming the hub), and the tube 11 is fixed in a similar manner to the other connector k (which is connected to the air supply or water). All the steam generator tubes are connected to each other externally by a strap 12 arranged approximately at the front end of the support g;
¯ this bracelet is fixedµ in place by brazing, so as to allow all the tubes to resist the torsional force necessary for screwing and unscrewing the j2 and k5 buffers ... described below. The others ends of the steam generator tubes 1, 11 are connected to each other in pairs, for example by manifolds or caps 13, to which these ends of the respective tubes are fixed by screwing or brazing, so as to leave a free space for the flow of the fluid @ from one tube to the other.
The two, tubes 1,11 of each pair are shown as converging in the forward direction (see fig. 3 and 4), so that they almost touch each other where they enter the manifold 13; the hollow interior space thereof is drilled or profiled, so as to present a shape corresponding to the extension of the cylindrical tubes which intersect, approximately to its end, which is closed by a solid wall 14; rivets 15, passing through the ends 14 of the collectors 13, serve to fix a flattened ring 16, which maintains the collectors 13 in their correct position.
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Or, as in the variant shown in fig. 8, the steam generator tubes 1, 11 can be arranged parallel to one another and connected to each other in pairs, at their front ends, by semi-circular elbows 17, to which a flattened ring 16 is attached by soldering or the like
The fittings 1 and k supporting the rear ends of the steam generator tubes have in their rear faces threaded openings and k4, normally closed by threaded plugs j2 and k5, shown as having hexagonal heads.
Through the openings j1 and k4, after removal of the respective tassels, a corresponding number of rods m, which have a diameter slightly less than the internal diameter of the tubes, are introduced into the general tubes 1, 11; these rods are pointed at their ends before ml, which engage in the collars 13, so as to leave the space necessary for the free flow of the fluid from the tube 11 into the corresponding tube 1.
At their rear ends, the rods m, decrease in diameter to cylindrical end parts, of reduced diameter, m2, which are engaged in the central recesses of the respective buffers j2, k5, so as to keep the rods m in alignment with the tubes; the tapered parts m3 of the rods leave the necessary space for easy passage of the fluid in and out of the fittings 1 and k.
The rods m serve as cores inside the steam generator tubes, limiting the free passage to the small annular space or play left around the knuckle rods; this no.i only reduces the absolute quantity of water or steam and also its quantity in proportion to the heating surface of the tubes, so as to give an instantaneous production of steam as in an instantaneous vaporization boiler, but further acts to prevent water build-up in and between the various tubes 1, 11, thereby making the steam production more uniform and the operation of the burner smoother.
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.The central part h, forming a hub, also supports the steam nozzle n; this hub h comprises for this purpose a threaded opening h3, into which the nozzle n is screwed; the frustoconical tail n1 of the nozzle penetrates into the space connected to the inner ends of the radial tubes i and its rear end is provided with a wire mesh filter n2, rolled up in a cylindrical shape.
Around this filter is arranged a hollow threaded plug reengaged inside the tail h2 of the hub h; the sharp o1 end of this o pad carries an o2 handwheel. Inside the threaded plug. 3. is housed a dice-shaped part, o3, the front end of which is bevelled at o4, so as to be applied on a seat h4, formed inside the hub h. As long as the die o3 remains applied in a sealed manner on its seat, the vapor coming from the generator tubes 1 is obliged to pass inside the die 03 and through the filter n2 in its path towards the nozzle n;
but if we turn the handwheel o2 so as to bring back by unscrewing the buffer o and the die o3, the steam can then escape to the outside by passing through the seat h4 and by a certain number of holes h5 drilled radially in the hub h. The escaping steam produces an ejector effect at 1 end, bevelled, of the o3, and the resulting suction drives air through the nozzle n and along the tail n1 , so as to clean the filter n2, the impurities being driven outside through the holes h5 and projected forward into the area of the burner flame.
In the variant shown in fig. 8 the transverse bar, formed by the tubes i, i, and supporting the steam nozzle n, is provided with a central boss z, on the rear face of which is mounted a buffer thread z1, having a discharge device z2, screwed in place and, serving to escape steam, in a similar manner.
The fuel nozzle p is mounted below the steam nozzle 11 (see FIG. 3) with its axis arranged at an angle of 85 with respect to the horizontal axis thereof; the orifice
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of the fuel nozzle is located a little lower than that of the steam nozzle and at a distance of about 3mm in front of it.
The fuel nozzle p is of height adjustable position, with the aim of obtaining the suitable suction for raising the liquid fuel from the supply chamber f under the action of the steam jet; To this end, the fuel nozzle comprises a threaded tail p1 engaged in the vertical branch of an elbow-shaped part q, through which the fuel is supplied by a pipe q1 connected to the pipe f3; a p2 locking nut, with a knurled side surface, allows the nozzle to be clamped in place after it has been adjusted in position.
The upper end of the vertical branch of the elbow g is located above the level of the liquid in the oil supply chamber f, so that no escape of oil beyond the thread is. to be feared Elbow q has a fuel supply adjustment valve, consisting of a rod q2, which fits exactly into the bore q3 of the horizontal leg of the bend and can be advanced into this bore in such a way in closing the orifice q4, through which the fuel enters; CI rod 2 is actuated by means of a hand wheel q5 and has a thread at q6, to engage a correspondingly threaded portion of the bore.
The fuel nozzle p is also arranged in such a way that its lateral position can be adjusted with respect to the steam nozzle n, so that their axes can be brought to intersect very exactly, thus avoiding any asymmetry of the burner flame. As it may be necessary, at certain times to move the fuel nozzle, to allow removal of the steam nozzle, for example, and to allow adjustment to the initial position without difficulty, the elbow q is mounted so as to be able to rotate in a boss r, which is supported below the hub h.
The front end of the boss r is cut into a cone at r1, so as to form a conical seat for a shoulder, of corresponding conical shape, formed on the elbow 1, so as to obtain a ground joint; shoulder of the left elbow is brought into contact
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with the conical seat by a nut r2, screwed on 1 extracted outside the elbow, with the interposition of a copper washer r3 to prevent leaks at this end of the elbow.
The boss r can be formed in one piece with the hub h, to which it is then connected by a vertical rib r4 (fig.6), made from a single piece foundry with the boss and the hub; on one side of this rib r4 came from the foundry, or is fixed by means of screws (as shown in, fig. 7), a bracket s, which carries an adjusting screw ¯si with a locking nut s2; the tip of this adjustment screw rests against the vertical branch of the rotating elbow q which supports the fuel nozzle.
By adjusting the position of the screw s1, the elbow can be rotated with respect to the boss r, so as to bring the axis of the fuel nozzle p to the axis of the steam nozzle n; when the two nozzles are in the correct relative position, one tightens the nut s2 so as to fix the adjustment position; the elbow q can then be rotated at any time to move the fuel nozzle away from the on position, and immediately return to this position by simply bringing the elbow q against the adjustment screw s1.
It should be noted that the generator tubes 1 and 11 are arranged around the axis of the burner and that either they are arranged parallel to one another, with their front ends connected to each other by semi-elbows. circular, (as shown in fig. 8) or they are arranged in converging pairs, with the front ends of the tubes of each pair connected to each other by a manifold 13 (as shown in figs. 3 to 5 ), the tubes are out of reach of the burner flame (flame indicated by the dashed lines, fig. 3 and 8) and are protected both against the deposition of unburned carbon and against excessive heat due to the action direct impact of the combustion gases.
To further protect the tubes against damage, they can be surrounded by a tubular sheath of refractory clay or other refractory material, molded onto the tubes after assembly. Of
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preferably, however, a metal cover is provided, which at the same time serves for the preliminary heating of the air intended for combustion, this cover being made up of one or more parts
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removable, as: # pre-assembled in fig. 2,3 and 4.
A cylindrical cover t, which extends forward to the ends of the collectors 13, is mounted around the burner and the steam generator and is supported by the front end of the box g; inside the circle of generator tubes is threaded a protection tube u, which rests at its front end on the bottom of the ring 16 and at its rear end on a notched ear q7, protruding on the elbow g.
This protective tube u is connected by an annular disc u1, at its front end, to a concentric tubular casing u2, which surrounds the cylindrical cover t, and is supported by the latter by means of, slide-slats t1, to which it is removably connected by bayonet slots u3 and tenons t2 ;;
the casing u2, being shorter than the protective tube u, leaves at its rear end an opening u4 for the air inlet itself and the support box g. The air, entering through this opening, moves forward inside the casing u2 and outside the cover t, until it reaches the front end of the latter, where it is deflected by the disk u1 and is forced to come back in contact with the steam generator tubes 1 It between the cover t and the protection tube uA the rear end of the latter, the air passes to the burner interior, the flame of which extends forward through the interior of the protective tube.
To protect the connections j, and k of the steam generator against accidental cooling during operation, for example by a current of cold air or by the projection of water on them, these connections can be protected. by a neck
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metal coverpmbouti ¯v, r applied behind the suoport box and fixed for example by means of screws g3; this cover plate v is pushed out or stamped in the shape of a dome, as
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shown in v1, above the various connections 1 and k, so as to leave a space for the passage of air behind them;
the dome, vl is pierced with an opening to allow the valve plug o to pass,
The generator tubes 11 and the rod-cores m, the collectors 13 and the die o3 can be made with the strong alloy known as Monel metal, or with any other material suitable for resisting the action of water vapor and high temperatures; the hub h and the fittings j and k are preferably made of phosphor bronze or the like.
CLAIMS.
The invention relates to: I) A liquid fuel burner, of the type in which the fuel is atomized by a jet of water vapor produced in an instantaneous vaporization cnaudière, heated by the flame of the burner, characterized in that the generator of steam is disposed around the burner and outwardly of the flame region thereof, and is formed by two or more pairs of tubes, the front ends of the even-numbered tubes being connected together.