<Desc/Clms Page number 1>
Procédé, de combustion des huiles lourdes et appareil en permettant la réalisation.
La présente invention a pour objet un procédé de combustion des huiles lourdes telles que le mazout, le fuel- oil, lequel procédé consiste à pulvériser et à projeter ho- rizontalement dans une chambre de combustion l'huile lourde que lion veut brûler de manière à former une flamme ronde et plate et à amener l'air servant à la combustion entre le fond de la chambre et la flamme pour qu'il traversé cette flamme et qu'il favorise ainsi la pulvérisation du combustible.
L'invention concerne également un appareil permet- tant la mise en oeuvre de ce procédé et comprenant un bâti horizontal qui supporte une chambre de combustion munie d'u- . ne cheminée d'amenée d'air et d'un conduit d'arrivée d'huile ou de combustible débouchant dans un dispositif de pulvéri- sation, un moteur entraînant le ventilateur qui fournit l'air de combustion et le dispositif de pulvérisation qui tourne
<Desc/Clms Page number 2>
dans la chambre de combustion du brûleur.
Le procédé de combustion des huiles lourdes tel- les que le mazout, le fuel-oil par exemple, consiste à former, 'conformément à l'invention, une flamme ronde et plate et à obliger l'air de combustion à traverser cette flamme. A cet effet; on fait arriver le combustible depuis un réservoir, dans un conduit à la partie supérieure duquel on lui commu- nique un mouvement de giration rapide à l'aide d'une cuvette rotative. La force centrifuge le projette latéralement et ho- rizontalement sous forme de très fines gouttelettes réalisant ainsi une pulvérisation qui favorise la combustion.
D'autre part, afin d'obtenir une flamme plate diri- gée horizontalement, on réalise la pulvérisation mentionnée ci-dessus dans une chambre de combustion ayant la forme d'u- ne cuvette munie de rebords, dans laquelle on crée une dé- pression qui attire le combustible pulvérisé vers le fond, en munissant d'ailettes la partie inférieure de la cuvette rotative de manière à projeter vers la périphérie l'air de combustion. Cet air ne peut d'ailleurs s'échapper qu'en tra- versant la flamme puisque la chambre de combustion est pour- vue de rebords ; l'airfavorise par conséquent la pulvérisa- tion du combustible et forme avec celui-ci un mélange intime assurant une combustion complète.
Le procédé et l'appareil objet de l'invention trou- vent une application particulièrement avantageuse au chauf- fage des chaudières tubulaires verticales, telles que les chaudières bien connues du type "Field". En effet, il n'est pas possible de chauffer économiquement ces chaudières à l'ai- de d'un brûleur ordinaire à flamme longue car, cette flamme passant presque uniquement dans l'espace vide entouré par les tubes, ces derniers ne sont que pour une faible partie en contact direct avec la flamme ou les gaz chauds, de sorte que
<Desc/Clms Page number 3>
le rendement calorifique est faible. Au contraire, la flamme circulaire aplatie, courte et de large section que donne le, brûleur objet de l'invention permet de chauffer directement les tubes, comme le ferait un foyer à grille.
On peut améliorer encore le rendement thermique des chaudières tubulaires verticales chauffées par ce brûleur à huile, en interposant un écran réfractaire, de préférence métallique, entre la flamme du brûleur et le faisceau de tu- bes d'eau verticaux, :au-dessous de ce faisoeau.'
Les avantages de cet écran sont les suivants : d'une part les gaz chauds sont obligés de balayer tous les tubes, même ceux qui sont le plus éloignés de l'axe, et cela sur la presque totalité de leur longueur, au lieu de gagner rapide- ment l'espace vide axial du faisceau tubulaire et la chemi- née; d'autre part, les extrémités inférieures des tubes sont soustraites à Inaction directe de la flamme, d'où sàppression du risque de corrosion.
Le rendement calorifique est ainsi augmenté dans une forte proportion, pouvant atteindre 30 %, et la durée des tu- bes est considérablement prolongée.
La description qui va suivre en regard du dessin an- nexé, donné à titre d'exemple, fera bien comprendre de quelle manière l'invention peut être réalisée.
La figure 1 est une coupe longitudinale du brûleur qui 'fait l'objet de l'invention, coupe faite par I-I de la fi- gure 2.
La figure 2 est une coupe par II-II de' la figure la
La figure 3 est une vue en plan de la cuvette rota- tive, partiellement en coupe.
La figure ...' 4 montre en coupe verticale axiale une chaudière Field munie d'un brûleur et d'un écran selon l'in- vention.
<Desc/Clms Page number 4>
L'appareil montré sur les figures 1 et 2 met en oeuvre le procédé selon l'invention; cet appareil comprend un bâti creux 1 à l'intérieur duquel est logé, d'une part, un ventilateur 2 (fig.l et 2) entraîne directement par le moteur 5 et, d'autre part, le mécanisme de commande de la cuvette rotative du brûleur, par exemple une courroie 3 en- traînée par la poulie 4 du moteur de commande 5 et passant sur une autre poulie ou tambour 6 calé sur l'axe 7 de la cu- vette rotative 8. L'axe creux 7 est monté dans des paliers à billes 9 dont les couronnes extérieures sont logées dans,une cage 10 elle-même fixée sur la paroi inférieure du bâti 1 de toute manière appropriée.
L'arbre creux 7 est traversé intérieurement par un tube fixe 11 relié à un ajutage 12 par lequel arrive le com- bustible. Ce tube 11 débouche à sa partie supérieure au cen- tre de la cuvette rotative 8, laquelle est pourvue sur sa face inférieure d'ailettes 13 de ventilateur comme le montre la fig.3. Enfin, l'arbre 7 de la cuvette 8 est protégé exté- rieurement par une cheminée 14 rapportée sur le bâti 1 et dé- bouchant dans une cuvette fixe 15 qui est ouverte à sa partie supérieure et qui forme chambre de combustion.
Le fonctionnement de ce brûleur est le suivant ;
On fait arriver le combustible liquide par l'aju- tage 12 et le tube 11, de manière qu'il débouche au centre de la cuvette rotative 8 qui est entraînée par le moteur 5. En arrivant dans cette cuvette qui tourne à grande vitesse, le liquide est pulvérisé et projeté horizontalement en très fi- nes gouttelettes qui entrent immédiatement en combustion.
L'air qui pénètre dans l'appareil par l'ouverture 16 ménagée dans le carter du moteur 5 et pourvue d'une trappe ou volet de réglage (non représenté), est refoulé par la tur- bine du ventilateur 2 à l'intérieur du bâti 1 qui forme boite à vent, puis dans la cheminée 14 à la sortie de laquelle il
<Desc/Clms Page number 5>
est brassé par la turbine qui est constituée par les ailet- tes 13 de la cuvette rotative 8. L'air se trouve refoulé suivant le trajet indiqué par les flèches! et est obligé de traverser la nappe 17 de combustible pulvérisé dont il favorise ainsi la combustion. D'autre part, les ailettes 13, en tournant,créent autour d'elles une dépression qui at- tire le combustible pulvérisé et en fait un mélange intime ce qui assure encore une combustion complète.
L'air soufflé par,le ventilateur 2 a encore pour but de refroidir sur son passage les pièces métalliques que la température du foyer pourrait détériorer. Enfin, un espa- ce 18 est prévu entre la cheminée 14 et la cuvette 15 pour permettre une entrée d'air additionnel provoquée par le ti- rage de la chaudière à chauffer.
Il va de soi que des modifications de détail pour- raient être apportées à cet appareil, sans pour cela sortir du cadre de l'invention. En particulier, il est évident que l'arrivée d'huile peut se faire soit par un réservoir en charge, soit par une pompe commandée par le moteur,5.
La chaudière représentée sur la figure 4 comporte comme d'habitude une chambre de combustion cylindrique 21, en- tourée d'eau et dans laquelle plongent des tubes d'eau verti- caux 22 disposés en couronne autour de la base de la chemi- née 23; ces tubes laissent dans la chambre 21 un espace vide axial 24. Un petit écran 25 est suspendu de la manière usuel- le à la cheminée 23 ; il a un diamètre sensiblement égal à ce- lui de cette oheminée et son rôle est d'empêcher, d'une ma- nière en soi connue, le passage en droite ligne des gaz chauds de l'espace 24 à la cheminée 23. La chaudière est chauffée par un brûleur à huile 26 selon l'invention, sa flamme étalée est figurée en 27 et son réservoir d'alimentation en 31.
<Desc/Clms Page number 6>
Suivant la présente invention, l'écran 25 supporte lui-même, au moyen d'une tige verticale axiale 28, un se- cond écran 29 ayant la forme d'une plaque circulaire en fonte réfractaire dont le diamètre est presque égal au diamètre intérieur de la chambre de combustion 21 et qui est placée horizontalement à une faible distance au-dessous du faisceau de tubes 22.
Grâce à cet écran 29, les gaz chauds sont obligés de suivre à travers le faisceau tubulaire un parcours in- diqué par les flèches pointillées sur la figure 4. Sous l'ac- tion directe de la flamme 27, la plaque 29 rougit et trans- met sa chaleur aux tubes 22 par radiation.
Pour obliger les gaz à balayer le plus possible l'extrémité supérieure des tubes 22, sous le ciel 30 de la chambre de combustion 21, il y a intérêt, suivant une autre particularité de la présente invention, à placer l'écran 25 à proximité immédiate du ciel 30, de façon à obturer presque la base de la cheminée 23.
REVENDICATIONS
1 - Un procédé de combustion des huiles lourdes tel- les que le mazout, le fuel-oil et autres combustibles liqui- des, caractérisé en ce que l'on pulvérise et projette hori- zontalement ce combustible à l'intérieur d'une chambre de com- bustion de manière à obtenir une flamme ronde et plate et qu'on fait arriver l'air dans cette chambre sous la flamme afin qu'il soit obligé de la traverser et qu'il favorise ain- si la combustion.
**ATTENTION** fin du champ DESC peut contenir debut de CLMS **.
<Desc / Clms Page number 1>
Method of combustion of heavy oils and apparatus allowing the realization.
The present invention relates to a process for the combustion of heavy oils such as fuel oil, fuel oil, which process consists in spraying and spraying horizontally into a combustion chamber the heavy oil that the lion wants to burn so as to to form a round and flat flame and to bring the air used for combustion between the bottom of the chamber and the flame so that it passes through this flame and thus promotes the atomization of the fuel.
The invention also relates to an apparatus for carrying out this method and comprising a horizontal frame which supports a combustion chamber provided with a. air supply chimney and an oil or fuel supply duct opening into a spray device, a motor driving the fan which supplies the combustion air and the spray device which runs
<Desc / Clms Page number 2>
in the combustion chamber of the burner.
The method of combustion of heavy oils such as fuel oil, for example fuel oil, consists in forming, in accordance with the invention, a round and flat flame and in forcing the combustion air to pass through this flame. For this purpose; the fuel is brought in from a tank, in a duct at the top of which it is imparted a rapid gyration movement by means of a rotating bowl. The centrifugal force projects it laterally and horizontally in the form of very fine droplets, thus producing a spray which promotes combustion.
On the other hand, in order to obtain a flat flame directed horizontally, the above-mentioned spraying is carried out in a combustion chamber in the form of a bowl provided with rims, in which a depression is created. pressure which attracts the atomized fuel towards the bottom, by providing the lower part of the rotary bowl with fins so as to project the combustion air towards the periphery. This air can only escape by passing through the flame since the combustion chamber is provided with rims; the air therefore promotes the pulverization of the fuel and forms with it an intimate mixture ensuring complete combustion.
The method and apparatus which is the subject of the invention find a particularly advantageous application in the heating of vertical tubular boilers, such as the well known boilers of the "Field" type. In fact, it is not possible to heat these boilers economically using an ordinary burner with a long flame because, this flame passing almost exclusively through the empty space surrounded by the tubes, the latter are only for a small part in direct contact with the flame or hot gases, so that
<Desc / Clms Page number 3>
the heat output is low. On the contrary, the flattened circular flame, short and of wide section which gives the burner object of the invention makes it possible to heat the tubes directly, as would a grate fireplace.
The thermal efficiency of vertical tubular boilers heated by this oil burner can be further improved by interposing a refractory screen, preferably metallic, between the burner flame and the bundle of vertical water tubes,: below this bundle. '
The advantages of this screen are as follows: on the one hand the hot gases are forced to sweep all the tubes, even those which are furthest from the axis, and this over almost their entire length, instead of winning quickly the axial empty space of the tube bundle and the chimney; on the other hand, the lower ends of the tubes are withdrawn from the direct action of the flame, hence the risk of corrosion.
The heat output is thus increased in a large proportion, which can reach 30%, and the duration of the tubes is considerably extended.
The description which will follow with regard to the appended drawing, given by way of example, will make it clear how the invention can be implemented.
Figure 1 is a longitudinal section of the burner which is the object of the invention, section taken through I-I of Figure 2.
Figure 2 is a section through II-II of 'figure la
Figure 3 is a plan view of the rotating bowl, partially in section.
Figure ... '4 shows in axial vertical section a Field boiler provided with a burner and a screen according to the invention.
<Desc / Clms Page number 4>
The apparatus shown in Figures 1 and 2 implements the method according to the invention; this device comprises a hollow frame 1 inside which is housed, on the one hand, a fan 2 (fig.l and 2) driven directly by the motor 5 and, on the other hand, the control mechanism of the bowl rotary burner, for example a belt 3 driven by pulley 4 of control motor 5 and passing over another pulley or drum 6 wedged on axis 7 of rotary bowl 8. The hollow axis 7 is mounted in ball bearings 9, the outer rings of which are housed in a cage 10 itself fixed to the lower wall of the frame 1 in any suitable manner.
The hollow shaft 7 is internally crossed by a fixed tube 11 connected to a nozzle 12 through which the fuel arrives. This tube 11 opens out at its upper part in the center of the rotary bowl 8, which is provided on its lower face with fan fins 13 as shown in FIG. Finally, the shaft 7 of the bowl 8 is protected on the outside by a chimney 14 attached to the frame 1 and opening into a fixed bowl 15 which is open at its upper part and which forms a combustion chamber.
The operation of this burner is as follows;
The liquid fuel is made to arrive through the nozzle 12 and the tube 11, so that it emerges at the center of the rotary bowl 8 which is driven by the motor 5. On reaching this bowl which rotates at high speed, the liquid is sprayed and projected horizontally in very fine droplets which immediately ignite.
The air which enters the apparatus through the opening 16 made in the motor housing 5 and provided with a trap or adjustment flap (not shown), is discharged by the impeller of the fan 2 inside. of the frame 1 which forms a wind box, then in the chimney 14 at the exit of which it
<Desc / Clms Page number 5>
is stirred by the turbine which is formed by the fins 13 of the rotary bowl 8. The air is discharged along the path indicated by the arrows! and is forced to pass through the sheet 17 of pulverized fuel which it thus promotes combustion. On the other hand, the fins 13, by rotating, create a depression around them which attracts the pulverized fuel and makes it an intimate mixture which further ensures complete combustion.
The air blown by the fan 2 is also intended to cool the metal parts in its path that the temperature of the fireplace could deteriorate. Finally, a space 18 is provided between the chimney 14 and the bowl 15 to allow an additional air inlet caused by the draft of the boiler to be heated.
It goes without saying that modifications of detail could be made to this apparatus, without departing from the scope of the invention. In particular, it is obvious that the oil supply can be done either by a charged tank or by a pump controlled by the engine, 5.
The boiler shown in FIG. 4 comprises, as usual, a cylindrical combustion chamber 21, surrounded by water and in which plunge vertical water tubes 22 arranged in a ring around the base of the chimney. 23; these tubes leave in the chamber 21 an axial empty space 24. A small screen 25 is suspended in the usual way from the chimney 23; it has a diameter substantially equal to that of this chimney and its role is to prevent, in a manner known per se, the passage in a straight line of the hot gases from space 24 to the chimney 23. The The boiler is heated by an oil burner 26 according to the invention, its spread flame is shown at 27 and its supply tank at 31.
<Desc / Clms Page number 6>
According to the present invention, the screen 25 itself supports, by means of an axial vertical rod 28, a second screen 29 in the form of a circular plate of refractory cast iron, the diameter of which is almost equal to the internal diameter. of the combustion chamber 21 and which is placed horizontally at a small distance below the bundle of tubes 22.
Thanks to this screen 29, the hot gases are forced to follow through the tube bundle a path indicated by the dotted arrows in FIG. 4. Under the direct action of the flame 27, the plate 29 reddens and trans - puts its heat to the tubes 22 by radiation.
To force the gases to sweep as much as possible the upper end of the tubes 22, under the canopy 30 of the combustion chamber 21, it is advantageous, according to another particularity of the present invention, to place the screen 25 in proximity. from the sky 30, so as to close off almost the base of the chimney 23.
CLAIMS
1 - A method of combustion of heavy oils such as fuel oil, fuel oil and other liquid fuels, characterized in that this fuel is sprayed and sprayed horizontally inside a chamber combustion so as to obtain a round and flat flame and that the air is made to enter this chamber under the flame so that it is obliged to pass through it and thus promotes combustion.
** ATTENTION ** end of DESC field can contain start of CLMS **.