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" Brûleur à gaz sous pression".
La présente invention est relative à un brûleur à gaz sous pression dans lequel de l'air est entraîné par le gaz combus- tible en deux endroits situés respectivement en amont et en aval d'une pièce médiane, par suite de la dépression créée en ces endroits respectivement par le jet de gaz sortant d'un é- jecteur et par le jet de gaz et dair sortant de la pièce médiane susdite.
Elle a pour but de provoquer une combustion pratiquement complète de tous les gaz combustibles introduits dans le brûleur.
A cet effet, elle tend à assurer un mélange convenable
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des gaz combustibles et de l'air àburant tout en provoquant l'aspiration d'une quantité suffisante d'air, d'ailleurs
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A - proportionnelle de la quantité de gaz introduite dans le brûleur.
Dans le brûleur suivant l'invention, après être passé par le deuxième endroit où de l'air est aspiré, le mélange d'air
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et de gaz passe dans une pièce terminale dont l'intérieur cylindrique a un diamètre moindre que le double du diamètre de l'ouverture par laquelle le mélange d'air et de gaz s'échappe de la pièce médiane.
Cette disposition a comme effet d'assurer un mélange con- venable des gaz combustibles et de l'air sans provoquer de perte de charge sensible qui aurait comme effet de diminuer la quantité d'air aspirée dans une mesure telle que la com- bustion des gaz combustibles ne pourrait plus être complète.
Afin de favoriser ce mélange, la pièce médiane du brûleur suivant l'invention présente en aval une partie légèrement divergente, celle-ci étant de préférence précédée d'une par- tie cylindrique.
D'autres particularités et détails de l'invention appa- raîtront au cours de la description du dessin annexé au pré- sent mémoire et qui représente schématiquement, et à titre d'exemple seulement, une forme de réalisation d'un brûleur sui- vant l'invention.
Ce dessin est une coupe diamétrale d'un brûleur suivant l'invention.
Les gaz combustibles sont introduits dans ce brûleur par une conduite raccordée à une tubulure 2. Ils passent d'abord dans un éjecteur 3 puis dans une pièce médiane 4. De l'air est aspiré en 5, en amont de la pièce médiane 4 par les gaz sor- tant de l'éjecteur 3.
Le jet de gaz et d'air sortant de la pièce médiane 4 pénètre dans une pièce terminale 6. En aval de la pièce mé- diane 4, le mélange de gaz combustibles et d'air sortant de cette pièce aspire une nouvelle quantité d'air en 7.
L'intérieur 6a de la pièce terminale 6 est cylindrique et a un diamètre relativement faible par rapport au diamètre de l'ouverture 4a par laquelle le mélange d'air et de gaz combustibles s'échappe de la pièce médiane. Par suite de cette
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particularité, le mélange s'échappant par l'ouverture 4a occupe rapidement toute la section transversale intérieure de la pièce terminale 6 et se mélange parfaitement à l'air aspiré en 7. Ce mélange est effectué sans perte de charge importante dans la pièce 6 contrairement à ce qui se passerait si on prévoyait dans celle-ci des dispositifs provoquant des tourbillons ou des changements de section brusques de la veine gazeuse. Il en résulte que pour une pression donnée des gaz combustibles, la quantité d'air aspirée est relativement im- portante.
Afin que le jet de gaz combustibles et d'air sortant de la pièce médiane 4 occupe déjà toute la section transversale intérieure de la pièce terminale 6 en un endroit relativement rapproché de l'entrée de cette pièce, on a prévu de terminer la pièce 4 en aval par une partie légèrement divergente 4b.
Cette forme divergente favorise évidemment l'épanouissement du jet sortant de la pièce 4.
On a obtenu de bons résultats en donnant aux génératri- ces apposées du tronc de cône formant la partie divergente 4b une inclinaison telle que ces génératrices forment entre elles un angle d'environ 7 .
En outre, dans le but d'éviter une variation brusque de la veine gazeuse traversant la pièce médiane 4, on a prévu une partie cylindrique 4d immédiatement en amont de la partie di- vergente 4b.
Suivant l'invention, on a constaté qu'en remplaçant une pièce terminale donnant lieu à des rétrécissements brusques de section de la veine gazeuse faisant diminuer le diamètre de celle-ci d'environ la moitié entre l'entrée dans la dite pièce terminale et la sortie de celle-ci, par une pièce terminale cy- lindrique dont le diamètre intérieur de 35 millimètres était approximativement égal au diamètre de sortie de la pièce ter- minale remplacée, la dépression mesurée dans une enceinte
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fermée entourant la pièce médiane 4 est passée de 59 milli- mètres d'eau à 130 millimètres d'eau pour une pression d'ali- mentation en gaz combustibles de 3000 millimètres d'eau.
On a ensuite modifié le brûleur ainsi obtenu en rempla- çant la pièce médiane, dont la section transversale intérieure avait un diamètre allant progressivement en diminuant jusqu'à 20 millimètres par une pièce médiane ayant la forme de celle représentée au dessin. Cette pièce mediane présentait une ouverture de sortie 4a d'un diamètre de 15,8 millimètres.
La partie cylindrique 4d de cette pièce avait un diamètre de 10 millimètres. La longueur de la partie divergente 4t était de 32 millimètres. Les génératrices opposées de la partie di- vergente 4b faisaient donc entre elles un angle voisin de 7 .
La partie cylindrique 4d avait une longueur de 29, 2 milli- mètres, à peu près égale à la longueur de la partie divergente 4b. La dépression mesurée dans les mêmes conditions que celles indiquées ci-dessus est passée de 130 à 490 millimètres.
Afin d'augmenter davantage cette dépression, suivant l'invention, on a réduit la section de passage de l'air entre la pièce terminale 6 et la pièce médiane 4.
A cet effet, on a ramené le rayon du congé 6b à l'entrée de la pièce terminale 6 de 40 à 26 millimètres. La dépression est passée de 490 à 535 millimètres.
En faisant passer le rayon du congé 4f à l'entrée de la pièce médiane 4 de 15 à 10 millimètres, la dépression est passée de 535 à 548 millimètres.
Il est à remarquer qu'en réduisant les rayons des congés 6b et 4f respectivement au delà de 26 et de 10 millimètres, on a réduit la dépression. Ce résultat peut s'expliquer par suite de la variation de direction trop rapide à laquelle la veine d'air aspirée respectivement en 7,et en 5 est soumise lorsque le rayon des congés 6b et 4f devient trop petit.
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Suivant l'invention, on a alors imaginé pour diminuer davantage la section du passage de l'air en 7 et en 5 sans avoir l'inconvénient que nous venons de signaler, de diminuer la distance respectivement/entre les pièces 6 et 4 et entre les pièces 4 et 3. On a par exemple rapproché la pièce médiane 4 de la pièce terminale 6 de façon que le plan de l'ouverture 4a qui était éloigné de 5 millimètres du plante l'ouverture de l'entrée de la pièce terminale 6 se trouva dans le pièce 6 à 3 millimètres de l'ouverture de delle-ci. La dépression est passée de 548 à 562 millimètres.
D'une façon semblable, on a légèrement rapproché l'éjec- teur 5 de la pièce médiane 4. La distance entre la sortie de l'éjecteur et l'entrée de la pièce médiane 4 a été ramenée de 5 à 3, 5 millimètres et de ce fait la dépression est passée de 562 à 574 millimètres.
A ce moment, suivant l'invention, on a remplacé la pièce terminale 6 d'un diamètre de 35 millimètres par une pièce ter- minale de même forme dont le diamètre intérieur n'était plus que de 25 millimètres. La dépression est passée de ce fait de 574 à 660 millimètres.
Mais en pratique, on n'a pas pu maintenir une dépression aussi élevée parce que le jet de gaz combustibles et d'air avait une vitesse telle à son entrée dans le four que la combustion ne se faisait qu'à une distance appréciable de la sortie du brûleur. C'est la raison pour laquelle on a remplacé la pièce terminale d'un diamètre intérieur de 25 millimètres par une autre d'un diamètre intérieur de 28 millimètres. La dépression est tombée de 660 à 610 millimètres mais la combus- tion du gaz s'opérait à partir de la sortie du brûleur.
Malgré cette augmentation de diamètre de 25 à 28 milli- mètres, le diamètre intérieur de la pièce terminale 6 est resté moindre que le double du diamètre de l'ouverture 4a par laquelle le mélange d'air et de gaz combustibles s'échappe
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de la pièce médiane 4.
Le brûleur suivant l'invention présente l'avantage de don- ner lieu à une combustion pratiquement complète des gaz combus- tibles. Les analyses des gaz résultant de la combustion qui ont été faites par des techniciens les plus qualifiés et par des appareils les plus modernes et les plus précis ne $ révèlent que des traces de gaz combustibles dans les gaz évacués. De plus, la quantité d'air aspirée se modifie d'une manière automatique proportionnellement au débit très variable que le brûleur peut donner grâce à l'emploi d'un poinçon tronconique 8 mo- bile axialement dans l'éjecteur 3 jusque dans une position pouvant obturer complètement cet éjecteur. Il est à remarquer toutefois que ce poinçon est pourvu d'un petit canal 8a permettant une fuite de gaz suffisante pour éviter l'extinction du brûleur.
Le brûleur suivant l'invention présenté également l'avantage de ne donner lieu à aucune explosion dans le corps du brûleur, même pour des débits les plus faibles en gaz combustibles.
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"Pressurized gas burner".
The present invention relates to a pressurized gas burner in which air is entrained by the combustible gas in two places situated respectively upstream and downstream of a central part, as a result of the depression created in these. places respectively by the gas jet exiting an ejector and by the gas and air jet exiting from the aforementioned middle part.
Its purpose is to cause practically complete combustion of all the combustible gases introduced into the burner.
For this purpose, it tends to ensure a suitable mixture
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combustible gases and air to fuel while causing the suction of a sufficient quantity of air, moreover
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A - proportional to the quantity of gas introduced into the burner.
In the burner according to the invention, after having passed through the second place where air is sucked in, the air mixture
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and gas passes through an end piece whose cylindrical interior has a diameter less than twice the diameter of the opening through which the mixture of air and gas escapes from the middle piece.
This arrangement has the effect of ensuring a suitable mixture of the combustible gases and the air without causing any appreciable pressure drop which would have the effect of reducing the quantity of air sucked in to such an extent that the combustion of the gases. combustible gases could no longer be complete.
In order to promote this mixing, the middle part of the burner according to the invention has a slightly divergent part downstream, the latter preferably being preceded by a cylindrical part.
Other features and details of the invention will become apparent from the description of the drawing appended to the present specification and which shows schematically, and by way of example only, an embodiment of a following burner. invention.
This drawing is a diametral section of a burner according to the invention.
The combustible gases are introduced into this burner via a pipe connected to a pipe 2. They first pass through an ejector 3 then into a middle part 4. Air is sucked in at 5, upstream of the middle part 4 by the gases leaving the ejector 3.
The jet of gas and air leaving the middle part 4 enters an end part 6. Downstream of the middle part 4, the mixture of combustible gases and air exiting this part sucks in a new quantity of gas. air in 7.
The interior 6a of the end piece 6 is cylindrical and has a relatively small diameter compared to the diameter of the opening 4a through which the mixture of air and combustible gases escapes from the middle piece. As a result of this
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peculiarity, the mixture escaping through the opening 4a quickly occupies the entire internal cross section of the end piece 6 and mixes perfectly with the air drawn in at 7. This mixture is carried out without significant pressure drop in the piece 6 unlike to what would happen if there were provided in it devices causing vortices or sudden changes of section of the gas stream. As a result, for a given pressure of the combustible gases, the quantity of air sucked in is relatively large.
So that the jet of combustible gases and air leaving the middle part 4 already occupies the entire internal cross section of the end part 6 at a place relatively close to the entrance of this part, it is planned to finish part 4 downstream by a slightly divergent part 4b.
This divergent shape obviously promotes the development of the jet leaving the room 4.
Good results have been obtained by giving the attached generators of the truncated cone forming the divergent part 4b an inclination such that these generatrices form an angle of approximately 7 between them.
In addition, in order to avoid a sudden variation in the gas stream passing through the middle part 4, a cylindrical part 4d has been provided immediately upstream of the divergent part 4b.
According to the invention, it has been found that by replacing an end piece giving rise to sudden narrowing of the section of the gas stream causing the diameter of the latter to decrease by about half between the entry into said end piece and the outlet thereof, by a cylindrical end piece whose internal diameter of 35 millimeters was approximately equal to the outlet diameter of the replaced end piece, the vacuum measured in an enclosure
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closed surrounding the middle part 4 went from 59 millimeters of water to 130 millimeters of water for a fuel gas supply pressure of 3000 millimeters of water.
The burner thus obtained was then modified by replacing the middle piece, the inner cross section of which had a diameter progressively decreasing to 20 millimeters with a middle piece having the shape of that shown in the drawing. This middle part had an outlet opening 4a with a diameter of 15.8 millimeters.
The cylindrical part 4d of this part had a diameter of 10 millimeters. The length of the divergent part 4t was 32 millimeters. The opposite generators of the divergent part 4b therefore formed an angle close to 7 between them.
The cylindrical portion 4d had a length of 29.2 millimeters, approximately equal to the length of the diverging portion 4b. The depression measured under the same conditions as those indicated above increased from 130 to 490 millimeters.
In order to further increase this depression, according to the invention, the air passage section between the end piece 6 and the middle piece 4 has been reduced.
To this end, the radius of the fillet 6b at the entrance of the end piece 6 has been reduced from 40 to 26 millimeters. The depression went from 490 to 535 millimeters.
By passing the radius of the fillet 4f at the entrance of the middle part 4 from 15 to 10 millimeters, the depression has increased from 535 to 548 millimeters.
It should be noted that by reducing the radii of the fillets 6b and 4f respectively beyond 26 and 10 millimeters, the depression has been reduced. This result can be explained as a result of the excessively rapid variation in direction to which the air stream sucked in at 7, and at 5 respectively, is subjected when the radius of the fillets 6b and 4f becomes too small.
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According to the invention, it was then imagined to further reduce the section of the air passage at 7 and 5 without having the drawback that we have just pointed out, of reducing the distance respectively / between the parts 6 and 4 and between pieces 4 and 3. For example, the middle piece 4 has been brought closer to the end piece 6 so that the plane of the opening 4a which was 5 millimeters away from the plant the opening of the entrance to the end piece 6 was in the room 6 to 3 millimeters from the opening of it. The depression went from 548 to 562 millimeters.
In a similar fashion, the ejector 5 has been moved slightly closer to the middle piece 4. The distance between the outlet of the ejector and the inlet of the middle piece 4 has been reduced from 5 to 3.5 millimeters. and as a result the depression went from 562 to 574 millimeters.
At this time, according to the invention, the end piece 6 with a diameter of 35 millimeters was replaced by an end piece of the same shape, the internal diameter of which was no more than 25 millimeters. The depression has therefore increased from 574 to 660 millimeters.
But in practice, it was not possible to maintain such a high vacuum because the jet of combustible gases and air had such a speed when it entered the furnace that the combustion only took place at an appreciable distance from the combustion chamber. burner outlet. This is the reason why the end piece with an internal diameter of 25 millimeters was replaced by another with an internal diameter of 28 millimeters. The vacuum fell from 660 to 610 millimeters but the gas was combusted from the burner outlet.
Despite this increase in diameter from 25 to 28 millimeters, the internal diameter of the end piece 6 has remained less than double the diameter of the opening 4a through which the mixture of air and combustible gases escapes.
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of the middle part 4.
The burner according to the invention has the advantage of giving rise to practically complete combustion of the combustible gases. Analyzes of the gases resulting from combustion, which have been made by the most qualified technicians and by the most modern and precise devices, reveal only traces of combustible gases in the exhaust gases. In addition, the quantity of air sucked in changes automatically in proportion to the very variable flow rate that the burner can give thanks to the use of a truncated conical punch 8 movable axially in the ejector 3 up to a position. capable of completely blocking this ejector. It should be noted, however, that this punch is provided with a small channel 8a allowing sufficient gas to escape to prevent the burner from going out.
The burner according to the invention also has the advantage of not giving rise to any explosion in the body of the burner, even for the lowest flow rates of combustible gases.