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Procédé et dispositif pour la combustion des combustibles
Dans les brûleurs à combustible liquide soit à pulvérisation sous pression, soit à entraînement par fluide, il est difficile d'obtenir une bonne combustion pour une gamme étendue de débits. Dans ces appareils en effet le réglage de la quantit de combustible entraîné est obtenu soit par la variation du dia. mètre de l'orifice de pulvérisation, soit par la variation de la pression, Pour les d.ébits relativement petits par rapport au dé. bit normal, on est amené à réduire l'orifice de façon telle qu'@ se bouche très facilement. Ou bien la diminution de la pressioi n'assure plus une pulvérisation régulière.
Aussi, pour les allu@ réduites, la pulvérisation se fait généralement mal et la combu: tion est mauvaise.
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D'autre part, la pulvérisation du combustible ne se fait pas, même à l'allure normale, de façon régulière en tous les points du cône de pulvérisation. Le combustible est produit en fines gouttelettes par l'orifice de la tête de pulvérisation. Mais ces gouttelettes ne sont pas de dimensions uniformes en tous les points et sont réparties irrégulièrement. Il en résulte que la combustion ne peut se produire régulièrement et uniformément en tous les points du mélange de combustible et d'air, l'alimentation en air comburant ne pouvant être proportionnée à la dimension des gouttelettes combustibles irrégulièrement réparties.
La présente invention a pour objet un procédé permettant de remédier à ces inconvénients en assurant la combustion régulière d'un combustible liquide à toutes les allures.
Suivant ce procédé, la pulvérisation du combustible liquide se fait à pression constante et à orifice constant, et, par conséquent, à débit constant.
On obtient ainsi un cône de pulvérisation toujours identique et sur le combustible pulvérisé en effectue un réglage en quantité permettant de modifizer l'allure et un réglage en qualité assurant. une combustion régulière.
Le réglage en quantité est obtenu en prélevant sur le cône de pulvérisation une partie plus ou moins grande de celui-ci au moyen d'un orifice relié à une capacité dans laquelle le combustible prélevé se rassemble et d'où il retourne à l'alimentation du dispositif de pulvérisation.
Ce réglage en quantité du débit de combustible est obtenu soit par un orifice de diamètre variable concentrique au dispositif de pulvérisation et disposé à une distance convenable de celui-ci, soit par un orifice de diamètre fixe pouvant prendre un mouvement longitudinal relatif par rapport au dispositif de pulvérisation, soit encore par-des deux moyens simultanément.
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Le réglage en qualité consiste à ne prélever, dans partie du cône de pulvérisation utilisée, que les gouttelett de diamètre inférieur à une certaine valeur, variable suivan importance de l'installation. Les gouttelettes de dimensions rieures sont rassemblées et renvoyées à l'alimentation.
Le réglage en quantité, réalisant ainsi le triage d@ gouttelettes, est obtenu au moyen d'un ou plusieurs courants air comburant de direction et vitesse appropriées, qui sont E yés sur le cône de pulvérisation et n'entraînent que les part les désirées. Cet air comburant constitue l'air primaire de 1 combustion.
Le courant d'air comburant peut être animé d'un mouvement de rotation par rapport à l'axe du cône de pulvéris tion. Il permet d'ajouter à son effet d'entraînement des gouti lettes l'action de la force centrifuge qui assure la séparati@ des gouttelettes de dimensions trop importantes.
La présente invention a pour objet également un brûleur à combustible liquide pour l'application du procédé précé Ce brûleur comporte une tête de pulvérisation, un orifice de r glage en quantité relié à une capacité recevant la partie déco pée par ledit orifice dans le cône de pulvérisation, une capac: dans laquelle se fait le réglage en qualité du combustible pul. vérisé, appelée par la suite "capacité de triage", ladite capa( té étant pourvue d'un orifice de sortie du mélange air primaire et combustible pulvérisé, et un cône divergent avec orifices d'arrivée d'air secondaire.
Dans un mode d'exécution particulier du brûleur objet de l'invention, la capacité de triage est divergenteconvergente. Elle comporte sur sa périphérie des orifices, de préférence tangentiels, pour l'arrivée de l'air servant à effec. tuer le réglage en qualité, lequel est animé d'un mouvement giratoire facilitant ledit réglage. En outre, la capacité de tri
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capacité intérieure avec orifice de réglage en quantité, ont une forme aérodynamique assurant la circulation des fluides sans tourbillons. Notamment, la capacité intérieure a une forme effilée à l'opposé de l'orifice de réglage en quantité. De même l'orifice de sortie du mélange combustible comporte un rebord évasé de formes arrondies.
En outre, la capacité de triage est mise en équilibre de pression avec l'ambiance, de façon à ce que les courants d'air comburant assurant le réglage en qualité des gouttelettes n'agissent que par leur vitesse et non par leur pression.
Le réglage en quantité peut être assuré par le déplacement relatif d'un orifice constant par rapport à la tête de pulvérisation. Suivant un mode d'exécution, la tête de pulvérisation est mobile et l'orifice de réglage est fixe. Le réglage se fait en avançant plus ou moins la tête de pulvérisation, ce qui a pour avantage de laisser invariables les conditions de fonctionnement de la chambre de triage suivant le débit désiré. En outre, le réglage de la tête de pulvérisation peut être conjugué avec celui de la quantité d'air primaire servant à assurer le triage des gouttelettes combustibles et aussi, éventuellement, avec celui du débit d'air secondaire. La combustion régulière se trouve ainsi assurée à toutes les allures, automatiquement, et le réglage de l'allure se fait par une manoeuvre unique.
Les dessins annexés représente, à titre d'exemple, un brûleur pour l'application du procédé objet de l'invention.
La figure 1 est une vue en coupe horizontale du brûleur suivant la ligne A-A de la figure 2,
La figure 2 est une vue en coupe verticale du brûleur suivant la ligne B-B de la figure 1.
Dans ce brûleur, 1 est le tube d'amenée du combustible liquide, 2 est la tête de pulvérisation montée à l'extrémité du tube 1. Ce tube 1 est mobile longitudinalement. Il est mû au moyen de la pièce 3 entrainée par le volant à vis 24.
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En face de la tête de pulvérisation 2 se trouve l'ori- fice 4 de réglage en quantité, lequel est disposé sur la capaci@ 5 reliée en 6 à l'alimentation en combustible. La capacité 5 a une forme effilée du côté opposé à l'orifice 4.
Cette capacité 5 est disposée à l'intérieur d'une capacité 8 appelée Il capacité de triage Il , constituant une chambre intérieure 7 dans laquelle se fait le réglage en qualité.
La capacité 8 comporte deux séries d'orifices tan- gentiels 9 et 10 par lesquels pénètre le courant d'air primaire venant comburant/de la chambre 11. La capacité 8 comporte un orifice de sortie 20, lequel est pourvu d'un rebord évasé 21 de forme arrondie assurant la sortie du mélange combustible air pr maire sans tourbillons.
Enfin, la chambre 7 est munie d'une tuyauterie 22 de retour des particules non entraînées vers l'alimentation en combustible, et d'une tuyauterie 19 de mise en équilibre de pre sion avec l'ambiance.
La chambre d'air primaire sous pression 11 est reliée par un conduit 12 à la chambre d'alimentation d'air 23.
Ladite chambre 23, alimentée par l'orifice 25 relié aux ventilateurs,distribue l'air secondaire à la chambre 15. D là; l'air passe dans les orifices 18 du cône divergent 17. 16 e un regard permettant l'inspection de la flamme.
Le réglage de l'air secondaire est effectué au moyen du tambour creux 13 muni d'ouvertures 14, lequel est entraîné par la pièce 3 au moyen du volant 24.
Le fonctionnement du brûleur est le suivant :
Le combustible amené en 1 est pulvérisé en 2, à orifice et pression constants. Il forme, à l'intérieur de la chambre 7 un cône de pulvérisation de débit constant. Sur ce c8ne de pulvérisation l'orifice 4 prélève une certaine partie variable suivant la position relative dudit orifice 4 par rapp à la tête de pulvérisation 2. La partie du cône prélevée par
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l'orifice 4 se rassemble dans la capacité 5 et retourne à l'alimentation en 6.
La partie restante du cône de pulvérisation subit, dans la chambre 7, l'action des courants d'air venant des orifices 9 et 10 et animés d'un mouvement de rotation. Sous l'action de ces courants et suivant leur vitesse, seules les fines particules pulvérisées sont entraînées. Les particules plus grosses traversent le courant d'air et viennent frapper sur les parois de la capacité 8 où elles se rassemblent, et elles retournent à l'alimentation en 22.
Le mélange ainsi réalisé d'air primaire et de combustible ne comporte que des particules de diamètre inférieur à une valeur donnée et d'ailleurs réglable suivant la pression de l'air traversant les orifices 9 et 10. Ce mélange passe par l'orifice 20, sans subir l'action de tourbillons, en raison de la forme aérodynamique donnée au rebord 21 de l'orifice 20 et à la partie de la capacité 5 opposée à l'orifice 4.
Le mélange sortant de l'orifice 20 pénètre à l'intérieur du cône divergent 17 où il reçoit l'air secondaire venant des orifices 18, nécessaire à assurer sa combustion complète.
Le mélange ainsi obtenu est homogène. Il ne comporte pas de particules liquides de diamètre supérieur à une valeur déterminée. Par suite du brassage intense effectué dans la chambre 7, ces particules sont parfaitement et régulièrement mélangées dans l'air primaire et la combustion est excellente.
Le réglage du débit de combustible et de l'air secondaire correspondant se fait simultanément par l'action du volant 24. Lorsque l'on tourne ce volant 24, la pièce 3 avance entraînant simultanément le tube 1 et le tambour 13. Lorsque le tube 1 avance, la distance relative entre la tête 2 et l'orifice 4 diminue; par suite la partie prélevée par l'orifice 4 augmente et le débit de combustible diminue.
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Simultanément, le tambour 13 avance et les orifices 14, faisant communiquer la chambre 23 avec la chambre 15, se trouven partiellement obturés; le débit d'air secondaire amené aux orifi ces 18 diminue.
Ce brûleur permet le réglage du débit dans de grandes proportions sans qu'il soit nécessaire de faire varier la pression d'alimentation de combustible, et sans risque d'obstruction d'un orifice très réduit. Il peut donc être utilisé pour des débits très faibles, sans qu'il soit besoin de prévoir des dispc sitifs particuliers de réchauffage ou de filtrage.
Il peut stappliquer aux brûleurs à pulvérisation mécanique par pression et aux brûleurs à pulvérisation par entrf nement d'un fluide tel que vapeur ou air sous pression.
Le mode d'exécution précédemment décrit ne représente qu'un exemple de réalisation d'un brûleur conforme à l'invention Mais toutes variantes de construction mettant en oeuvre le procédé et combustion rentre dans le cadre de la présente inventio;