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BRULEUR A MAZOUT OU A GAZ A FLAMME EN VRILLE.
La présente invention concerne les brûleurs à mazout ou à gaz, pour le chauffage de chaudière et autres appareils d'utilisation de calories.
Elle a pour but de pouvoir équiper plus particulièrement des foyers cylindriques sous contre-pression, dont la chambre de combustion ne doit pas être raccordée à une cheminée ou à un extracteur de fumées, un simple orifice suffisant à évacuer les gaz de combustion.
Elle a également pour but, dans des appareils d'utilisation de ce genre, d'assurer, sur la plus courte distance possible, une combustion et une production de CO2 aussi parfaites que possible, approchant le maximum théorique et cela pour tous les débits variant en considérable proportion, par exemple de 1 à 10.
Dans ce but, le brûleur, objet de l'invention, est caractérisé en ce qu'il comporte une chambre d'amenée d'air de combustion., en forme de spirale, avec sortie d'air annulaire latérale, en combinaison avec un injecteur à mazout ou à gaz entouré d'une cloison cylindrique à extrémité tronconique convergente, en vue d'isoler la zone axiale où se crée une dépression.
Dans la réalisation pratique de l'invention, un conduit cylindrique réglable, à extrémité tronconique fortement convergente, est disposé contre ou à proximité-de la paroi cylindrique d'éjection des gaz de combus- tion, de manière à parfaire le mélange des gaz et de l'air et à décoller la flamme de l'extrémité de ce conduit.
L'espace compris à l'intérieur de la cloison cylindrique centrale entourant l'injecteur est avantageusement mis sous légère pression pour éviter toute rentrée de flamme ou de gaz, par les joints dans cet espace.
Les dessins ci-joints montrent un exemple non limitatif de réalisation d'un brûleur suivant l'invention.
La figo 1 est une vue en élévation du brûleur vu par l'arrière-
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La fig. 2 représente schématiquement une coupe verticale par l'axe du brûleur.
La fig. 3 montre schématiquement le parcours de l'air et des gaz à l'intérieur du brûleur.
Gomme le montrent ces figures , le brûleur comporte une chambre 1, en forme de spirale, fermée latéralement d'un côté par une cloison 2, à travers laquelle passe, dans l'axe, une amenée 3 de mazout ou de gaz vers un injecteur 4.
Autour de celui-ci, est disposée une cloison cylindrique 5 terminée par une partie tronconique 6, dont l'inclinaison par rapport à l'axe est au noms de 45 La cloison 5 est avantageusement établie en deux pièces coulissantes l'une dans l'autre, la partie fixe étant fixée à la paroi 2, tandis que la partie mobile est montée à l'extrémité de tiges 7, avec poig- nées qui traversent cette paroi 2.
Un conduit cylindrique 8 est, en outre, monté également sur tiges 9 à poignées traversant la paroi arrière 2 et cela contre ou à proximi- té de la paroi cylindrique 10 de sortie des gaz vers la chambre de combustion 11. Ce montage peut laisser un espace annulaire 12 entre la paroi 10 et le conduit 8.
Ce dernier est terminé par une partie tronconique 13 fortement convergente de l'ordre de 45 au moins sur l'horizontale et pouvant atteindre même 90 et qui parfait le mélange brassé d'air et de gaz et décolle la flanme de l'extrémité du conduit.
Dans ces conditions, l'air sous pression pénètre dans la chambre 1, de forme spiraloïdale et il y prend un mouvement de rotation violent.
La force centrifuge le collant contre les parois de cette chambre 1, il se forme, au centre de cette chambre, une zone morte qui est comblée, sur une partie de sa longueur, par les pièces 5 et 6. Cette zone morte entourant l'injecteur est mise sous légère pression par un conduit 14, pour éviter toute rentrée de flamme ou de gaz par les joints, dans cette zone, qui est ainsi isolée et séparée de la zone active du mélange.
L'air sort, en tournant, de l'enceinte 1, par un passage annulaire latéral 15, formé entre les arêtes 16 et 17 des corps (5-6) et 1, l'arête 16 étant obligatoirement en retrait par rapport à l'arête 17. Il pénètre dans le conduit 8, en même temps que le mazout ou le gaz provenant de l'injecteur 4. Une partie toutefois peut suivre le passage 12, entre la paroi 10 et le cylindre 8.
Le jet de mazout pulvérisé ou de gaz sortant de l'injecteur 4 éclate immédiatement, car autour de l'orifice de l'injecteur se trouve une zone de dépression 18-, le long de la paroi tronconique 6 et à l'extérieur de celle-ci et est ensuite rabattu vers cette paroi 6, comme montré en 19 (fig. 3) Il est alors saisi par le courant d'air qui l'entra!ne et avec lequel il estviolemment brassé dans le conduit 8 et dans la chambre 11 comme montré en 20 (fig. 3)
L'extrémité conique 13 du conduit 8 améliore encore le mélange.
Ce mélange est allumé électriquement ou par tout autre procédé.
La flamme, en sortant du cône 13, éclate dès qu'elle pénètre dans la chambre de combustion 11 et tend à se coller, en tournant toujours, contre la paroi de la chambre de combustion, un vide se formant dans l'axe . Toutefois, la flamme ne lèche pas la paroi 11, car elle est entourée d'une mince couche d'air qui la sépare de celle-ci.
La possibilité de déplacer la pi-ce 6 perme de varier la section de passage de l'air et de travailler à la pression voulue. Le déplacement de la pièce 13 permet de faire éclater la flamme plus ou moins loin dans la chambre de combustion. Toutes ces pièces travaillent en combinaison les unes avec les autres, pour assurer le rendement parfait.
Un brûleur de ce genre donne une flamme animée d'un puissant
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mouvement tournant et qui, par suite de la force centrifuge, est creuse au mi- lieu et est projetée vers la paroi cylindrique de la chambre de combustion, le long de laquelle elle avance à grande vitesse suivant un chemin en vrille ou en tire-bouchon. La flamme est cependant séparée de la paroi par un film d'air. Cette disposition supprime tout danger de dépôt de carbone.
Du fait que la flamme avance suivant une vrille,elle parcourt un chemin beaucoup plus long qu'une flamme ordinaire avançant parallèlement à l'axe du foyer On arrive, par conséquent, à charger la chambre de com- bustion beaucoup plus qu'avec un flamme ordinaire. Des charges, de l'ordre de 10.000.000 de calorires par 5 de chambre de combustion, peuvent être atteintes
La flamme lèchant la surface de chauffe et avançant à une très grande vitesse, le coefficient de transmission est augmenté dans une très forte proportion et le rendement de combustion atteint des chiffres très élevés Par exemple, une chaudière de 40 m2, équipée avec un brûleur normal a produit 1270 Kgs de vapeur par heure, avec une température des gaz d'é- chappement de 3600 et avec 13,5 % de CO2.
La même chaudière, équipée en essai avec un brûleur du genre ci-dessus décrit, a produit plus de 2000 Kgs de vapeur à l'heure, avec une température des gaz d'échappement de 260 et avec 14,5% de CO2.
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1. Brûleur à mazout ou à gaz à flamme en vrille, caractérisé en ce qu'il comporte une chambre d'amenée'd'air de combustion, en forme de spirale, avec sortie d'air annulaire latérale;, en combinaison avec un injecteur à mazout ou à gaz entouré d'une cloison cylindrique à extrémité tronconique convergente, en vue d'isoler la zone axiale où se crée une dépression
2. Brûleur du genre mentionné sous 1, caractérisé en ce qu'un conduit cylindrique réglable, à extrémité tronconique fortement convergente est disposé à proximité de la paroi cylindrique d'éjection des gaz de combustion, de manière à parfaire le mélange des gaz et de l'air et à décoller la flamme de l'extrémité de ce conduit.
3. Brûleur du genre mentionné sous 1 et 2, caractérisé en ce que l'espace compris à l'intérieur de la cloison cylindrique centrale entourant l'injecteur est avantageusement mis sous légère pression pour éviter toute rentrée de flamme ou de gaz par les joints, dans cet espace.
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OIL OR GAS BURNER WITH A SPIRIT FLAME.
The present invention relates to oil or gas burners for heating boilers and other appliances for using calories.
Its aim is to be able to equip more particularly cylindrical fireplaces under back pressure, the combustion chamber of which must not be connected to a chimney or to a fume extractor, a simple orifice sufficient to evacuate the combustion gases.
It also aims, in devices of use of this kind, to ensure, over the shortest possible distance, combustion and production of CO2 as perfect as possible, approaching the theoretical maximum and this for all varying flow rates. in considerable proportion, for example from 1 to 10.
For this purpose, the burner, object of the invention, is characterized in that it comprises a combustion air supply chamber, in the form of a spiral, with lateral annular air outlet, in combination with a oil or gas injector surrounded by a cylindrical partition with a converging frustoconical end, in order to isolate the axial zone where a depression is created.
In the practical embodiment of the invention, an adjustable cylindrical duct, with a strongly converging frustoconical end, is arranged against or near the cylindrical wall for ejection of the combustion gases, so as to improve the mixing of the gases and air and take off the flame from the end of this duct.
The space included inside the central cylindrical partition surrounding the injector is advantageously placed under slight pressure to prevent any re-entry of flame or gas, through the seals into this space.
The accompanying drawings show a non-limiting example of an embodiment of a burner according to the invention.
Fig. 1 is an elevational view of the burner seen from the rear.
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Fig. 2 schematically represents a vertical section through the axis of the burner.
Fig. 3 schematically shows the path of the air and gases inside the burner.
As shown in these figures, the burner comprises a chamber 1, in the form of a spiral, closed laterally on one side by a partition 2, through which passes, in the axis, a supply 3 of fuel oil or gas to an injector. 4.
Around it, is arranged a cylindrical partition 5 terminated by a frustoconical part 6, the inclination of which relative to the axis is in the names of 45 The partition 5 is advantageously established in two sliding parts one in the another, the fixed part being fixed to the wall 2, while the movable part is mounted at the end of rods 7, with handles which pass through this wall 2.
A cylindrical duct 8 is, moreover, also mounted on rods 9 with handles passing through the rear wall 2 and this against or near the cylindrical wall 10 for the outlet of the gases to the combustion chamber 11. This assembly can leave a annular space 12 between wall 10 and duct 8.
The latter is terminated by a tapered portion 13 strongly convergent of the order of 45 at least on the horizontal and which can even reach 90 and which perfects the stirred mixture of air and gas and takes off the blank from the end of the duct. .
Under these conditions, the pressurized air enters the chamber 1, which is spiral-shaped and takes a violent rotational movement there.
The centrifugal force sticking it against the walls of this chamber 1, it forms, in the center of this chamber, a dead zone which is filled, over part of its length, by parts 5 and 6. This dead zone surrounding the injector is placed under slight pressure via a pipe 14, to prevent any re-entry of flame or gas through the seals, into this zone, which is thus isolated and separated from the active zone of the mixture.
The air leaves, by rotating, the enclosure 1, through a lateral annular passage 15, formed between the edges 16 and 17 of the bodies (5-6) and 1, the edge 16 being necessarily set back with respect to the 'ridge 17. It enters the conduit 8, at the same time as the fuel oil or the gas coming from the injector 4. However, a part can follow the passage 12, between the wall 10 and the cylinder 8.
The jet of atomized fuel oil or gas coming out of the injector 4 bursts immediately, because around the orifice of the injector there is a depression zone 18-, along the frustoconical wall 6 and outside that here and is then folded back towards this wall 6, as shown at 19 (fig. 3) It is then seized by the air current which entrains it and with which it is violently stirred in the duct 8 and in the chamber 11 as shown in 20 (fig. 3)
The conical end 13 of the duct 8 further improves the mixing.
This mixture is ignited electrically or by any other process.
The flame, coming out of the cone 13, bursts as soon as it enters the combustion chamber 11 and tends to stick, still rotating, against the wall of the combustion chamber, a vacuum forming in the axis. However, the flame does not lick the wall 11, because it is surrounded by a thin layer of air which separates it therefrom.
The possibility of moving the piece 6 allows to vary the air passage section and to work at the desired pressure. The movement of the part 13 makes it possible to burst the flame more or less far in the combustion chamber. All of these parts work in combination with each other to ensure perfect performance.
A burner of this kind gives an animated flame of a powerful
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rotating movement and which, as a result of centrifugal force, is hollow in the middle and is projected towards the cylindrical wall of the combustion chamber, along which it advances at high speed following a spiral or corkscrew path . The flame is however separated from the wall by a film of air. This arrangement eliminates any danger of carbon deposition.
Due to the fact that the flame advances following a spin, it travels a much longer path than an ordinary flame advancing parallel to the axis of the hearth. We manage, therefore, to charge the combustion chamber much more than with a ordinary flame. Loads of the order of 10,000,000 calories per 5 of combustion chamber can be achieved
As the flame licks the heating surface and advances at a very high speed, the transmission coefficient is increased in a very high proportion and the combustion efficiency reaches very high figures For example, a boiler of 40 m2, equipped with a normal burner produced 1270 Kgs of steam per hour, with an exhaust gas temperature of 3600 and with 13.5% CO2.
The same boiler, tested with a burner of the type described above, produced more than 2000 kg of steam per hour, with an exhaust gas temperature of 260 and with 14.5% CO2.
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1. Oil or gas burner with a spiral flame, characterized in that it comprises a combustion air inlet chamber, in the form of a spiral, with lateral annular air outlet ;, in combination with a oil or gas injector surrounded by a cylindrical partition with a converging frustoconical end, in order to isolate the axial zone where a depression is created
2. Burner of the type mentioned under 1, characterized in that an adjustable cylindrical duct with a strongly converging frustoconical end is arranged near the cylindrical wall for ejection of the combustion gases, so as to perfect the mixture of the gases and air and take off the flame from the end of this duct.
3. Burner of the type mentioned under 1 and 2, characterized in that the space included inside the central cylindrical partition surrounding the injector is advantageously placed under slight pressure to prevent any re-entry of flame or gas through the joints. , in this space.
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