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BRULEURS. A PULVERISATION MECANIQUE A.TRES GRANDE VARIATION DE DEBIT ET A
FAIBLE RETOUR DE COMBUSTIBLE.
Dans les brûleurs dits à pulvérisation mécanique le combustible arrive dans une chambre de rotation par des canaux tangentiels et en sort- par un orifice central de petit diamètre opposé au fond de la chambre de ro- tation,
Dans les brûleurs ordinaires à pulvérisation mécanique le fond de la chambre de rotation est fixe et les canaux tangentiels ont une section constante.
Le débit de ces brûleurs varie peu car il n'est lié qu'à la varia- tion de la pression du combustible et il est prouvé que cette variation de débit est proportionnelle à la racine carrée de la dite pression.
Mais il existe des brûleurs à pulvérisation mécanique dans lesquels une variation plus grande du débit est obtenue en prélevant une certaine frac- tion de .la quantité de liquide amenée à la chambre de rotation et la faisant retourner au réservoir ou à l'aspiration de la pompe.
Ce prélèvement a lieu soit au centre et à l'arrière de la chambre de rotation, soit à l'arrière et à sa périphérie par une fente circulaire, ou par des trous, soit encore à l'avant de la chambre de rotation entre la dite chambre et l'orifice définitif dé sortie du combustible. Les fig. I, II, III et IV montrent certaines façons de réaliser ces brûleurs.
Ces brûleurs dits à retour réalisent d'assez fortes variations de débit mais présentent l'inconvénient, surtout au moment où l'on demande au brûleur de réaliser de petits débits, de faire retourner au réservoir ou à l'aspiration de la pompe de très importantes quantités de 'combustible.
Pour apprécier cet inconvénient, il faut noter que, pour employer convenablement un combustible visqueux on,est obligé de le réchauffer forte-
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ment et de le porter à une forte pression et que la brusque détente de ce combustible chaud et comprimé détermine des vaporisations partielles et des dissociations qui perturbent les 'circuits de pompage, éausent des irrégulari- tés de pression et occasionnent des pertes calorifiques fâcheuses.
Il existe aussi des brûleurs à pulvérisation mécanique à grande variation de débit dans lesquels le fond de la chambre de rotation est mobile de façon à découvrir plus ou moins les canaux tangentiels et où cette variation de section des dits canaux est obtenue par l'action de la variation de la pres- sion du combustible. Les fig. V et VI montrent une des façons dont sont réali- sés ces brûleurs.
On peut aussi concevoir des brûleurs à pulvérisation mécanique dans lesquels la grande variation du débit est obtenue par l'apport variable au sein du liquide'en rotation d'une quantité de combustible non ou peu soumis à l'action rotative. Les Fig. VII et VIII montrent une façon de réaliser ces brûleurs.
La présente invention est relative à la réalisation de brûleurs dans lesquels la combinaison des principes utilisés dans les deux derniers types de brûleurs succinctement décrits ci-dessus et du principe des brûleurs dits à retour a pour conséquence de réduire la quantité de combustible qui retourne au réservoir ou à l'aspiration de la pompe et ce, tout en réalisant une variation accrue du débit du brûleur.
Dans le brûleur réalisé suivant les fig. IX- X- et XI, le piston obturateur I en reculant sous l'action de l'augmentation de la pression du combustible sur-le fond de la chambre de rotation 2 découvre davantage les canaux tangentiels 3 en même temps qu'il diminue la section de la fente de retour 4 de telle sorte qu'au débit maximum du brûleur les canaux tangentiels 3 soient ouverts en grand et le retour 4 soit fermé ou pratiquement fermé et qu'au débit minimum du brûleur les canaux tangentiels 3 aient leur section minimum et le retour 4 soit ouvert en grand.
Dans le brûleur réalisé suivant la fig. XII, le principe appliqué est le même que ci-dessus mais le réglage du retour se fait de façon à créer à l'arrière du piston 5 une contre-pression qui n'a pas lieu dans la disposi- tion précédente.
Dans le brûleur réalisé suivant la fig. XIII le principe appliqué est toujours le même mais le réglage du retour a lieu par un obturateur cen- tral 6 au lieu d'un obturateur périphérique comme dans les deux dispositions précédentes. Le retour a lieu par le centre et à l'arrière de la chambre de rotation 7.
Le brûleur réalisé suivant la fig. XIV utilise pour le retour du combustible le principe du retour par l'avant de la chambre de rotation 8 en- tre la sortie de celle-ci et la pastille 9 de sortie définitive du brûleur.
Le réglage du retour qui n'est pas montré par la figure est réalisé par un appareil auxiliaire indépendant du brûleur lié ou non à la pression du com- bustible.
La fig.XV montre un brûleur dans lequel ce n'est plus la face ar- rière de la chambre de rotation, mais la chambre elle-même 10 qui est mobile alors que la face arrière II est fixe et où le mouvement de la pièce 10 for- mant la chambre de rotation réalise à la fois, soit l'augmentation de section des canaux tangentiels 12 et la diminution de la ou des orifices de retour 13 soit la diminution de section de canaux tangentiels 12 et l'augmentation de la ou des orifices de retour 13 le tout en utilisant le principe de retour par l'avant de la chambre de rotation.
La fig. XVI montre un brûleur dans lequel le retour est réalisé par un certain nombre de trous 14 placés sur le piston obturateur 15 des voies tangentielles 16 et où le-débit du retour peut ; soitêtre réglé à 1' extérieur du brûleur par un procédé connu, soit être seulement déterminé pendant le fonctionnement par la section des orifices de retour, calibrés une fois pour toutes.
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La fig. XVII montre un brûleur dans lequel la variation du débit, en dehors de celle résultant du retour est réalisée par application du procédé par apport au sein du liquide en rotation d'une quantité de liquide soustrait à l'action rotativeo
Par les canaux tangentiels 17 arrive le liquide en rotation. Par l'espace annulaire 18 arrive le liquide soustrait à la rotation. Par l'orifice 19 est réalisé le retour de combustible dont le réglage est, soit fait à 1' extérieur du brûleur de façon dépendante ou indépendante des autres réglages, soit réalisé par détermination une fois pour toutes des diverses sections concourrant au résultat.
La fig. XVIII montre un brûleur dans lequel l'espace annulaire de la figure précédente est remplacé par un certain nombre de trous 20 et où le retour a lieu par l'avant 21 de la chambre de rotation..
La fig. XIX montre un brûleur dans lequel l'espace annulaire 22 situé à l'avant de la chambre de rotation sert alternativement à l'apport du combustible soustrait à la rotation pour réaliser les gros débits et au retour du combustible pour réaliser les petits débits.
La fig. XX montre un brûleur dans lequel l'apport du liquide sous- trait à la rotation a lieu à l'avant de la chambre de rotation en 23 et où le retour a lieu à l'arrière en 24.
Comme il est facile de le constater par l'énumération qui précède et qui n'est pas limitative, il est possible de concevoir une infinité de dispositions ayant toutes pour résultat, par rapport aux brûleurs ordinaires à retour, de diminuer la quantité de liquide à prélever pour réaliser la di- minution du débit.
L'explication de cette réduction de la quantité de liquide qui retourne résulte des constatations ci-après.
Dans un brûleur ordinaire à retour assurant une variation de débit de I à 10, le débit 10 est obtenu avec retour fermé et le débit I ob- tenu en'retournant 9 sur les 10 apportés au brûleur. Le retour est alors égal à 9/10 du débit maximum.
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BURNERS. A MECHANICAL SPRAYING A.TRES LARGE VARIATION IN FLOW RATE AND A
LOW FUEL RETURN.
In the so-called mechanical spray burners, the fuel enters a rotation chamber through tangential channels and leaves it through a central orifice of small diameter opposite the bottom of the rotation chamber,
In ordinary mechanically sprayed burners the bottom of the rotation chamber is fixed and the tangential channels have a constant section.
The flow rate of these burners varies little because it is linked only to the variation of the fuel pressure and it has been proved that this flow variation is proportional to the square root of said pressure.
But there are mechanical spray burners in which a greater variation in flow rate is obtained by taking a certain fraction of the quantity of liquid supplied to the rotation chamber and returning it to the reservoir or to the suction of the rotary chamber. pump.
This sampling takes place either at the center and at the rear of the rotation chamber, or at the rear and at its periphery by a circular slit, or by holes, or again at the front of the rotation chamber between the said chamber and the final outlet of the fuel. Figs. I, II, III and IV show some ways of making these burners.
These so-called return burners produce fairly large variations in flow rate but have the drawback, especially when the burner is asked to achieve small flows, to return to the reservoir or to the pump suction of very large amounts of fuel.
To appreciate this drawback, it should be noted that, in order to properly use a viscous fuel, it is necessary to heat it strongly.
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ment and to bring it to a high pressure and the sudden expansion of this hot and compressed fuel causes partial vaporizations and dissociations which disturb the pumping circuits, cause pressure irregularities and cause unfortunate heat losses.
There are also mechanical spray burners with a large variation in flow rate in which the bottom of the rotation chamber is movable so as to discover more or less the tangential channels and where this variation in section of said channels is obtained by the action of the variation of the fuel pressure. Figs. V and VI show one of the ways in which these burners are realized.
It is also possible to conceive of mechanical spray burners in which the large variation in the flow rate is obtained by the variable supply within the rotating liquid of a quantity of fuel not or little subjected to the rotary action. Figs. VII and VIII show one way of making these burners.
The present invention relates to the production of burners in which the combination of the principles used in the last two types of burners briefly described above and of the principle of so-called return burners has the consequence of reducing the quantity of fuel which returns to the tank. or at the suction of the pump, while achieving an increased variation in the flow rate of the burner.
In the burner made according to fig. IX- X- and XI, the shutter piston I by moving back under the action of the increase in the fuel pressure on the bottom of the rotation chamber 2 more uncovers the tangential channels 3 at the same time as it decreases the section of the return slot 4 so that at the maximum burner flow the tangential channels 3 are fully open and the return 4 is closed or practically closed and that at the minimum burner flow the tangential channels 3 have their minimum section and return 4 is wide open.
In the burner made according to fig. XII, the principle applied is the same as above but the return is adjusted so as to create at the rear of the piston 5 a back pressure which does not occur in the previous arrangement.
In the burner made according to fig. XIII the principle applied is always the same but the return adjustment takes place by a central shutter 6 instead of a peripheral shutter as in the two preceding arrangements. The return takes place through the center and behind the rotation chamber 7.
The burner made according to fig. XIV uses for the return of the fuel the principle of the return by the front of the rotation chamber 8 between the outlet of the latter and the pellet 9 of the final outlet of the burner.
The return adjustment, which is not shown in the figure, is carried out by an auxiliary device independent of the burner, whether or not linked to the fuel pressure.
Fig.XV shows a burner in which it is no longer the rear face of the rotation chamber, but the chamber itself 10 which is movable while the rear face II is fixed and where the movement of the part 10 forming the rotation chamber achieves both either the increase in the cross section of the tangential channels 12 and the decrease in the return orifice (s) 13 or the decrease in the cross section of the tangential channels 12 and the increase in the or return orifices 13 all using the principle of return from the front of the rotation chamber.
Fig. XVI shows a burner in which the return is made by a number of holes 14 placed on the shutter piston 15 of the tangential paths 16 and where the return flow can; either be set outside the burner by a known method, or be only determined during operation by the section of the return ports, calibrated once and for all.
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Fig. XVII shows a burner in which the variation of the flow, apart from that resulting from the return, is carried out by applying the method by supplying within the rotating liquid a quantity of liquid withdrawn from the rotary action.
The rotating liquid arrives through the tangential channels 17. Through the annular space 18 arrives the liquid withdrawn from rotation. Through the orifice 19 the return of fuel is effected, the adjustment of which is either made outside the burner in a manner dependent or independent of the other adjustments, or by determining once and for all of the various sections contributing to the result.
Fig. XVIII shows a burner in which the annular space of the previous figure is replaced by a number of holes 20 and where the return takes place through the front 21 of the rotation chamber.
Fig. XIX shows a burner in which the annular space 22 located at the front of the rotation chamber serves alternately to supply the fuel withdrawn from the rotation to achieve the large flows and to return the fuel to achieve the small flows.
Fig. XX shows a burner in which the supply of the liquid subtracted from the rotation takes place at the front of the rotation chamber at 23 and where the return takes place at the rear at 24.
As it is easy to see from the preceding enumeration and which is not limiting, it is possible to conceive of an infinite number of arrangements all having the result, compared with ordinary return burners, of reducing the quantity of liquid to take to reduce the flow.
The explanation for this reduction in the quantity of liquid that returns results from the observations below.
In an ordinary return burner ensuring a flow variation from I to 10, flow 10 is obtained with closed return and flow I obtained by returning 9 out of the 10 supplied to the burner. The return is then equal to 9/10 of the maximum flow.