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PROCEDE DE COMBUSTION DES HUILES.
La présente invention a pour objet un procédé et un appareil pour la combustion des huiles combustibles et a pour but de rendre possibles'la pul- vérisation et la vaporisation d'huiles combustibles même relativement lourdes sans qu'il soit nécessaire ni de procéder à un pré-chauffage initial du com- bustible ni d'utiliser des pressions élevées pour l'alimentation en combusti- bles et des orifices d'ajutage très étroits.
Le procédé de l'invention est caractérisé par ce que on entraîne 1-'huile combustible pulvérisée en quantité mesurée, dans un courant d'air, s'écoulant vers un compresseur rotatif du type à ailettes; on chauffe le mé- lange qui en résulte à une température prédéterminée par l'effet de la com- pression de façon à ce que la vaporisation en soit complète,, après quoi un débite, ce mélange, de préférence en un courant dirigé, dans une tuyère où il est brûlé,
L'appareil conforme à l'invention est caractérisé par ce qu'il comprend un compresseur du type à ailettes et à tambour excentrique, avec un conduit d'admission d'air contrôlé par une vannes un dispositif de réglage de débit pour 1''admission de l'huile combustible,
par l'intermédiaire d'un ajutage,, dans un tube de Venturi situé dans le conduit d'admission, et un con- duit de débit partant du compresseur et muni d'une tuyère de pulvérisation où le combustible est brûlé.
Dans une forme de réalisation, le mélange combustible air vaporisé est débité à partir du compresseur, par l'intermédiaire d'une ou de deux tu- yères tronc:-coniques,, dont les dimensions sont calculées pour'faire en sorte qu' aucun contact ne s'établisse entre le mélange et les parois' du :conduit de débit.
Dans d'autres formes de réalisation, le mélange combustible-air est débité par une tuyère tronc-conique unique, à travers des orifices qui communiquent une certaine turbulence au mélange et .lui provoque ainsi un effet de pulvérisation secondaire au fur et à mesure que le mélange passe dans le cône tourbillonnaire et dans la tuyère du brûleur.
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L'allumage du mélange vaporisé combustible-air peut être réalisé à la main ou être automatique en utilisant une bougie à haute tension.
Le procédé et l'appareil conformes à l'invention sont applica- bles à des installations de puissances thermiques des plus différentes et variant depuis les installations de chauffage domestique jusqu'aux chau- dières industrielles les plus importantes.
Il est à remarquer que le courant d'air primaire destiné à la combustion se trouve injecté avec le combustible vaporisé jusque dans le foyer, et que seul le courant d'air secondaire doit être fourni indépendam- ment. Avec une chaudière du type Lancashire, le tirage naturel contrôlé par un registre a été jugé efficace,, bien qu'avec des types plus poussés, un tirage forcé puisse devenir nécessaire,
Des dispositifs de commandes simples sont prévus sur l'appareil pour régler l'admission tant du combustible que de l'air dans le compres- seur. Le fonctionnement approprié de ces admissions, en corrélation avec l'u- tilisation des ajutages de pulvérisation de sections différentes,, permet d'appliquer une dimension standard de l'appareil à une marge de variation étendue de puissances thermiques.
Les expressions "huile combustible" et "combustible liquide" employées dans la présente description, s'étendent à tous les produits com- merciaux depuis le pétrole lampant jusqu'aux huiles brutes lourdes de pé- trôle, Au cours des essaisle gaz-oil", l'huile de carter usagée,, le pé- trôle lampant et le fuel-oil" lourd du commerce ont été utilisés avec un simple mode d'alimentation par la pesanteur et il a été possible 4(l'allumer le brûleur- à froid en utilisant l'un quelconque de ces combustibles.
Les caractéristiques de l'invention indiquées ci-dessus, sont décrites ci-après à propos d'une forme d'appareil, choisie à titre d'exem- ple, avec référence au dessin ci-joint, qui est une vue latérale schémati- que partiellement en coupe.
Un compresseur 1, du type à ailettes et à tambour excentrique, d'une capacité d'environ un mètre cube par minute, est entraîné par un mo- teur électrique d'une puissance de 1/4 de cheval (non représenté).
Un conduit d'admission d'air 2 en direction du compresseur est contrôlé à son extrémité d'admission par une vanne rotative 1 permettant une variation étendue de la section transversale de cette admission. Un filtre à air !3. est prévu pour empêcher toute usure excessive du compres- seur 1.
A proximité de l'extrémité du conduit relié au compresseur est montée ou constitué'une pièce rétrécie ou tube de Venturi 2., de façon à ce que la vitesse de l'écoulement de l'air se trouve sensiblement accrue en ce point.
L'huile combustible est amenée au tube de Venturi par un aju- tage 6 au moyen d'une vanne de réglage précis du débit 7. L'huile combusti- ble admise à travers l'ajutage ou orifice 6 est immédiatement pulvérisée en partie et entraînée dans l'écoulement de l'air à une vitesse élevée vers le compresseur.
Avec les combustibles employés jusqu'à ce jour,un simple mode d'alimentation par la pesanteur en direction de l'ajutage a été jugé effi- cace, et la disposition mixte de l'ajutage à combustible et du tube à air peut être assimilée à un carburateur pour huiles brutes.
Les positions angulaires relatives des orifices d'admission et de sortie du compresseur sont déterminées de manière à assurer un degré de compression du mélange conbustible - air qui corresponde à une élévation de la température jusqu'au degré où se produit une vaporisation intégrale du combustible.
Le débit à partir du compresseur s'effectue à travers une tu-
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yère tronc-conique 3 qui comporte des orifices de débit 2 disposés pour com- muniquer une certaine turbulence au mélange combustible-air au fur et à mesure qu'il passe, encore sous pression, à travers un conduit 10 en direction d'un cône tourbillonnaire 11 et de la tuyère du brûleur 12, lesquels communiquent au mélange une turbulence définitive avec un effet de pulvérisation.
Un tube à air secondaire ordinaire entourant le conduit 10, est représentée en 13.
Dans un autre mode de réalisation de l'alimentation du brûleur, qui n'est pas représenté, le mélange combustible-air vaporisé est débité par- le compresseur en un courant dirigé à travers une ou deux tuyères tronconi- que,-- dans un conduit de débit d'un diamètre tel, par rapport à sa longueur qu'aucun contact ne se produise essentiellement entre le courant dirigé et les parois du conduit. Cetteméthode permet d'éviter toute condensation indésira- ble.
Le combustible pulvérisé peut être allumé par une flamme de contact ou une bougie à haute tension peut être utilisée à cet effet. Dans une forme compacte et rationnelle de montage du brûleur, le courant .pour le circuit primaire d'un transformateur de bougie est emprunté à 1?alimenta- tion principale du moteur électrique actionnant le compresseur et les cir- cuits tant de la bougie que du moteur sont contrôlés par un commutateur ther- mo-sensible situé dans le carneau du foyer chauffé.
En service, des variations étendues de la puissance sont possi- bles en faisant varier comme il convient la dimension de l'ajutage d'admis- sion du combustible, le rapport combustible-air par un réglage de la vanne d'admission de 1?air et l'arrivée du combustible par un réglage du disposi- tif de débit du combustible. Ces réglages peuvent tous être effectués faci- lement et permettent d'utiliser très simplement tout brûleur standard avec des combustibles divers pour la puissance thermique requise.
Avec des combustibles très visqueux il peut être nécessaire de prévoir un certain degré de pré-chauffage pour assurer un écoulement appro- prié à travers le dispositif de réglage du débit. Dans des cas appropriés, on pourra également juger opportun ou utile de pomper le combustible sous une faible pression pour leen-troyer au dispositif de réglage du débit.
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OIL COMBUSTION PROCESS.
The object of the present invention is a method and an apparatus for the combustion of fuel oils and its object is to make possible the pulverization and vaporization of even relatively heavy fuel oils without the need for or to carry out a initial fuel preheating or the use of high pressures for fuel feed and very narrow nozzle orifices.
The method of the invention is characterized in that the pulverized fuel oil is entrained in a measured quantity in a current of air flowing towards a rotary compressor of the finned type; the resulting mixture is heated to a predetermined temperature by the effect of the compression so that the vaporization is complete, after which a flow, this mixture, preferably in a directed stream, in a nozzle where it is burnt,
The apparatus according to the invention is characterized in that it comprises a compressor of the type with fins and eccentric drum, with an air intake duct controlled by a valve, a device for adjusting the flow rate for 1 '' fuel oil intake,
through a nozzle, in a Venturi tube located in the intake duct, and a flow line from the compressor and provided with a spray nozzle where the fuel is burned.
In one embodiment, the vaporized air fuel mixture is delivered from the compressor, via one or two conical trunk tubes, the dimensions of which are calculated to ensure that none. no contact is established between the mixture and the walls of the flow duct.
In other embodiments, the fuel-air mixture is delivered through a single frusto-conical nozzle, through orifices which impart some turbulence to the mixture and thereby cause it to have a secondary spray effect as it is sprayed. the mixture passes through the vortex cone and the burner nozzle.
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The ignition of the vaporized fuel-air mixture can be carried out by hand or be automatic using a high voltage spark plug.
The method and apparatus according to the invention are applicable to installations of the most different thermal power and varying from domestic heating installations to the most important industrial boilers.
It should be noted that the primary air stream intended for combustion is injected with the vaporized fuel into the hearth, and that only the secondary air stream must be supplied independently. With a Lancashire type boiler the natural draft controlled by a damper has been found to be effective, although with more extensive types a forced draft may become necessary.
Simple controls are provided on the apparatus to regulate the admission of both fuel and air to the compressor. The proper operation of these inlets, in conjunction with the use of the spray nozzles of different cross-sectional areas, allows a standard size of the apparatus to be applied with a wide range of variation in thermal power.
The expressions "fuel oil" and "liquid fuel" used in the present description extend to all commercial products from kerosene to heavy crude petroleum oils. , used crankcase oil, kerosene and heavy commercial fuel oil were used with a simple gravity feed mode and it was possible to ignite the burner. cold using any of these fuels.
The characteristics of the invention indicated above are hereinafter described in connection with one form of apparatus, chosen by way of example, with reference to the accompanying drawing, which is a schematic side view. only partially in section.
A compressor 1, of the type with fins and eccentric drum, with a capacity of about one cubic meter per minute, is driven by an electric motor with a power of 1/4 horsepower (not shown).
An air intake duct 2 in the direction of the compressor is controlled at its intake end by a rotary valve 1 allowing a wide variation of the cross section of this intake. An air filter! 3. is designed to prevent excessive wear of the compressor 1.
Near the end of the duct connected to the compressor is mounted or constituted a narrowed part or Venturi tube 2, so that the speed of the air flow is substantially increased at this point.
The fuel oil is supplied to the Venturi tube through an nozzle 6 by means of a precise flow rate regulating valve 7. The fuel oil admitted through the nozzle or orifice 6 is immediately partially atomized and entrained in the air flow at a high speed to the compressor.
With the fuels employed to date, a simple mode of feeding by gravity to the nozzle has been found to be effective, and the mixed arrangement of the fuel nozzle and the air tube can be assimilated. to a carburetor for crude oils.
The relative angular positions of the inlet and outlet ports of the compressor are determined so as to provide a degree of compression of the fuel-air mixture which corresponds to a rise in temperature to the extent that full vaporization of the fuel occurs.
The flow from the compressor takes place through a tube.
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frustoconical yere 3 which has flow orifices 2 arranged to impart a certain turbulence to the fuel-air mixture as it passes, still under pressure, through a duct 10 towards a cone vortex 11 and the burner nozzle 12, which impart to the mixture a definitive turbulence with a spraying effect.
An ordinary secondary air tube surrounding the duct 10 is shown at 13.
In another embodiment of the supply to the burner, which is not shown, the vaporized fuel-air mixture is delivered by the compressor in a stream directed through one or two frustoconical nozzles, - in a flow conduit of such a diameter, relative to its length, that no contact essentially occurs between the directed current and the walls of the conduit. This method helps prevent unwanted condensation.
The atomized fuel can be ignited by a contact flame or a high voltage candle can be used for this purpose. In a compact and rational form of burner mounting, the current for the primary circuit of a spark plug transformer is taken from the main power supply to the electric motor operating the compressor and the circuits of both the spark plug and the spark plug. motor are controlled by a thermo-sensitive switch located in the flue of the heated fireplace.
In service, wide variations in output are possible by appropriately varying the size of the fuel inlet nozzle, the fuel-to-air ratio by adjusting the inlet valve of 1? air and the fuel supply by adjusting the fuel flow device. These settings can all be made easily and make it very easy to use any standard burner with various fuels for the required heat output.
With very viscous fuels it may be necessary to provide some degree of preheating to ensure proper flow through the flow control device. In appropriate cases, it may also be deemed appropriate or useful to pump the fuel under a low pressure to leen-troyer to the flow control device.