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PERFECTIONNEMENTS APPORTES AU CHAUFFAGE DE FOURS A L'AIDE
DE COMBUSTIBLE LIQUIDE.
La présente invention concerne le chauffage de .fours à l'aide de combustible liquide. Dans la présente description le terme "four" comprend les fours à chaux et appareils similaires pour l'application d'un traitement ther- mique. D'ordinaire, du combustible liquide est vaporisé dans la chambre de com- bustion du four, une admission d'air étant prévue pour effectuer la combustion.
On peut également utiliser de l'air comprimé pour effectuer ou favoriser l'ato- misation, de la vapeur étant aussi utilisée dans le même but
Dans certaines de ses applications, un avantage du chauffage au'com- bustible liquide, tel que réalisé jusqu'à présent, consiste en ce qu'il donne une flamme courte et intense en comparaison avec le chauffage au gaz. Dans cer- tains cas, il est possible d'allonger la flamme en réglant l'air comburant, mais dans d'autres cas, par exemple dans un four à chaux, il est difficile d'empê- cher la surchauffe des parois du four.
L'emploi de combustible liquide néces- site une autre exécution des dispositifs d'alimentation de combustible et d'air, et de la chambre de combustion, que dans le ca.s de combustibles gazeux, mais il serait avantageux de pouvoir utiliser du combustible liquide dans les fours existants établis pour le combustible gazeux.
Un objet de la présente invention consiste à prévoir des moyens per- mettant d'obtenir, avec du combustible liquide, une flamme aussi longue et froi de qu'on le désire, ces moyens étant applicables aux fours, tels que les fours à chaux, où la combustion se fait au milieu de la matière soumise au chauffage.
Un autre objet de l'invention consiste à prévoir des moyens permettant l'appli- cation de combustible liquide aux fours existants congus pour le gaz, ou aux nouveaux fours établis pour être utilisés aussi bienavec du combustible li- quide qu'avec du combustible gazeux.
Selon la présente invention le combustible liquide est finement atomisé dans un courant de produits de combustion et est entraîné par celui-ci dans le four. L'atomisation peut être réalisée par l'application de la pression ou par l'emploi d'une faible quantité de vapeur, ou d'air ou gaz comprimé. Le com-
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bustible liquide et les produits de combustion peuvent être employés dans des proportions telles que le mélange ait un pouvoir calorifique voulu quel- conque; si le mélange doit par exemple remplacer du gaz pauvre, les propor- tions peuvent être réglées pour obtenir un pouvoir calorifique de 160 unités thermiques anglaises par pied cube.
Dans le cas d'une atomisation très fine, on obtient une disper- sion telle du liquide dans le gaz, que le liquide peut être entraîné à tra- vers de longues canalisations sans se séparer, ce qui permet l'application à de nombreux types de fours.
Dans la mise en oeuvre de l'invention, des gaz d'échappement du four ou d'un autre four fonctionnant en même temps, sont extraits du carneau d'échappement de ce four, 'en évitant l'aspiration simultanée d'air, de sorte que la teneur en oxygène des gaz soit aussi faible que possible. A cet ef- fet on peut utiliser un ventilateur dont l'entrée et la sortie sont séparées de l'air ambiant, l'entrée étant reliée au carneau dès gaz d'échappement au moyen d'un tuyau approprié.
Certains exemples d'exécution de l'invention seront décrits ci-après avec référence aux dessins annexés, dans lesquels :
La Fig. 1 est une vue schématique d'un exemple d'exécution de l'invention.
La Fig. 2 est une vue partielle en coupe verticale et à plus gran- de échelle d'un détail, et
La Fig. 3 est une vue partielle en coupe verticale d'une variante d'exécution.
Dans l'exemple montré en Figs. 1 et 2, de la matière doit être traitée dans un four vertical 11, dans lequel du combustible est introduit par une série de tubes de brûleurs 12, décalés angulairement. Des produits de combustion fournis par le four 11 ou un autre four ou une autre source, sont amenés d'un tuyau 13 à une chambre 14 par un ventilateur 15 et une soupape de réglage 16. Du combustible liquide, par exemple de l'huile lourde, est em magasiné dans un réservoir 17 et est extrait de celui-ci par une pompe 18 qui l'envoie sous pression par un.conduit 19 vers des dispositifs atomiseurs 20, décalés angulairement autour du réservoir 14 et pénétrant dans celui-ci.
Chaque dispositif;atomiseur peut être commandé par une soupape 21. Le com- bustible liquide est atomisé à l'intérieur de la chambre 14, dans le courant de produits de combustion amené dans la chambre par le ventilateur 15. La dispersion ou le brouillard de combustible passe de la chambre 14, à tra- vers un conduit 22, dans un tuyau collecteur 23 et ensuite, à travers les sou- papes 24, dans les tubes des brûleurs 12 qui conduisent aux divers points de combustion dans le four. La dispersion de combustible atomisé et les produits de combustion sont traités exactement comme s'il s'agissait d'un gaz. Des flux-mètres peuvent être utilisés aussi bien pour les gaz que pour le combus- tible liquide, afin de faciliter le contrôle du pouvoir calorifique du mélan- ge.
Dans l'exemple illustré en Fig. 3, qui montre l'application à un four à chaux, le combustible liquide est atomisé dans chaque ouverture de brû leur. Des produits de combustion, amenés à un tuyau collecteur 31, sont en- levés de celui-ci 'par des tuyaux de dérivation 32 et amenés aux brûleurs 33.
Ceux-ci traversent la paroi 34 du four et pénètrent à l'intérieur 35 de ce dernier, de sorte que le combustible est introduit directement dans la charge que le four contient. Un atomiseur 36 de combustible liquide est agencé axia- lement dans chaque brûleur 33 est supporté dans celui-ci par un support en étoile 37 ou analogue, qui permettra le passage de gaz à travers le brûleur et autour de l'atomiseur. Le support en étoile 37 se termine par une jupe cy- lindrique 37a qui laisse subsister un espace annulaire A entre ladite jupe et la surface du brûleur 33. L'espace A assure la présence d'une couche de gaz exempt d'huile contre la surface métallique du brûleur.
Du combustible liqui- - de est amené à l'atomiseur 36 par un tuyau 38 commandé par une soupape 39, ce combustible étant fourni par un tuyau collecteur 40 qui est alimenté par une source appropriée. Une soupape de contrôle pour les produits de combustion
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peut être située en 41 dans chaque tuyau de dérivation 32. De cette façon du combustible liquide est atomisé dans le courant de gaz à proximité des points d'entrée dans le' four 35 par les brûleurs 33, un atomiseur séparé étant utilisé pour chaque brûleur.
Dans les deux exemples décrits, des dispositions sont prises pour empêcher le choc du combustible liquide atomisé contre les parois de la chambre ou de la canalisation, de façon à empêcher sa séparation à cet endroit. La dispersion du brouillard ou liquide dans les gaz peut, si on le désire, être stabilisée par des moyens connus, tel que, par exemple, l'électrisation des particules. Lorsque le combustible liquide est atomisé dans une chambre centrale, tel que dans la chambre 14 de l'exemple selon les Figso 1 et 2, tout le liquide qui n'est pas divisé suffisamment fin, et qui se sépare donc sous forme liquide dans la chambre 14, ou dans les cana- lisations 22, 23 partant de celle-ci, peut être ramené dans la canalisation d'huile 19 pour être réatomisé.
REVENDICATIONS.
1. Procédé de chauffage d'un four au moyen de combustible liqui- de, comprenant l'atomisation fine du combustible liquide dans un courant de produits de combustion, et l'amenée du mélange dans le four.
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IMPROVEMENTS MADE IN THE HEATING OF OVENS USING
OF LIQUID FUEL.
The present invention relates to the heating of ovens using liquid fuel. In the present description the term "kiln" includes lime kilns and similar apparatus for the application of heat treatment. Usually, liquid fuel is vaporized in the combustion chamber of the furnace, an air inlet being provided to effect combustion.
Compressed air can also be used to effect or promote atomization, steam also being used for the same purpose.
In some of its applications, an advantage of liquid fuel heating as heretofore performed is that it gives a short and intense flame compared to gas heating. In some cases it is possible to lengthen the flame by adjusting the combustion air, but in other cases, for example in a lime kiln, it is difficult to prevent the walls of the kiln from overheating. .
The use of liquid fuel requires a different design of the fuel and air supply devices, and of the combustion chamber, than in the case of gaseous fuels, but it would be advantageous to be able to use fuel. liquid in existing furnaces established for gaseous fuel.
An object of the present invention consists in providing means making it possible to obtain, with liquid fuel, a flame as long and cold as desired, these means being applicable to furnaces, such as lime kilns, where combustion takes place in the middle of the material subjected to heating.
Another object of the invention is to provide means permitting the application of liquid fuel to existing furnaces designed for gas, or to new furnaces established to be used with both liquid fuel and gaseous fuel. .
In accordance with the present invention, the liquid fuel is finely atomized in a stream of combustion products and is entrained thereby into the furnace. Atomization can be achieved by applying pressure or by using a small amount of steam, or compressed air or gas. Com-
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liquid fuel and the products of combustion may be employed in such proportions that the mixture has any desired calorific value; if the mixture is to replace, for example, lean gas, the proportions can be adjusted to obtain a calorific value of 160 British thermal units per cubic foot.
In the case of very fine atomization, such a dispersion of liquid in gas is obtained that the liquid can be entrained through long pipelines without separating, allowing application to many types. of ovens.
In the implementation of the invention, exhaust gases from the oven or from another oven operating at the same time, are extracted from the exhaust flue of this oven, 'while avoiding the simultaneous suction of air, so that the oxygen content of the gases is as low as possible. To this end, a fan can be used, the inlet and outlet of which are separated from the ambient air, the inlet being connected to the exhaust gas flue by means of a suitable pipe.
Certain exemplary embodiments of the invention will be described below with reference to the accompanying drawings, in which:
Fig. 1 is a schematic view of an exemplary embodiment of the invention.
Fig. 2 is a partial view in vertical section and on a larger scale of a detail, and
Fig. 3 is a partial view in vertical section of an alternative embodiment.
In the example shown in Figs. 1 and 2, the material must be treated in a vertical furnace 11, in which fuel is introduced by a series of burner tubes 12, angularly offset. Combustion products supplied by the furnace 11 or other furnace or other source, are supplied from a pipe 13 to a chamber 14 by a fan 15 and a control valve 16. Liquid fuel, for example oil. heavy, is stored in a reservoir 17 and is extracted therefrom by a pump 18 which sends it under pressure through un.conduit 19 to atomizing devices 20, angularly offset around the reservoir 14 and entering the latter.
Each device; atomizer can be controlled by a valve 21. The liquid fuel is atomized inside the chamber 14, in the stream of combustion products brought into the chamber by the fan 15. The dispersion or mist of Fuel passes from chamber 14, through conduit 22, into header pipe 23 and then, through valves 24, into burner tubes 12 which lead to the various combustion points in the furnace. The atomized fuel dispersion and combustion products are treated exactly as if it were a gas. Flow meters can be used for both gas and liquid fuel to facilitate control of the calorific value of the mixture.
In the example illustrated in FIG. 3, which shows the application to a lime kiln, the liquid fuel is atomized in each burner opening. Combustion products supplied to a collecting pipe 31 are removed therefrom by bypass pipes 32 and supplied to the burners 33.
These pass through the wall 34 of the furnace and enter the interior 35 of the latter, so that the fuel is introduced directly into the charge which the furnace contains. An atomizer 36 of liquid fuel is arranged axially in each burner 33 is supported therein by a star support 37 or the like, which will allow the passage of gas through the burner and around the atomizer. The star-shaped support 37 terminates in a cylindrical skirt 37a which leaves an annular space A between said skirt and the surface of the burner 33. The space A ensures the presence of a layer of gas free of oil against the gas. metal surface of the burner.
Liquid fuel is supplied to the atomizer 36 by a pipe 38 controlled by a valve 39, this fuel being supplied by a collector pipe 40 which is supplied by a suitable source. A control valve for the combustion products
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can be located at 41 in each bypass pipe 32. In this way liquid fuel is atomized into the gas stream near the entry points into the furnace 35 by the burners 33, a separate atomizer being used for each burner. .
In the two examples described, measures are taken to prevent the impact of the atomized liquid fuel against the walls of the chamber or of the pipe, so as to prevent its separation at this location. The dispersion of the mist or liquid in the gases can, if desired, be stabilized by known means, such as, for example, the electrification of the particles. When the liquid fuel is atomized in a central chamber, such as in the chamber 14 of the example according to Figs 1 and 2, all the liquid which is not divided sufficiently fine, and which therefore separates in liquid form in the chamber 14, or in the lines 22, 23 starting therefrom, can be returned to the oil line 19 to be re-atomised.
CLAIMS.
A method of heating a furnace with liquid fuel comprising fine atomizing the liquid fuel in a stream of combustion products and supplying the mixture to the furnace.