<Desc/Clms Page number 1>
La présente invention est relative à un brûleur à mazout compre- nant, d'une part, une chambre de 'vaporisation recevant une partie de l'air de combustion, dénommée "air primaire", et le mazout à vaporiser au contact de la paroi de vaporisation constituant le fond de cette chambre, d'autre part, une chambre de combustion comprise entre une paroi qui la sépare de la chambre de vaporisation et dans laquelle est ménagée une série annulaire d'orifices pour le passage du mélange de vapeur de mazout et d'air primai- re et une autre paroi qui la sépare de l'extérieur au voisinage des orifices susdits et dans laquelle sont ménagés à un niveau supérieur à celui de ces orifices, de nombreux petits trous pour l'entrée d'une quantité supplémen- taire d'air dénommée "air secondaire", nécessaire pour permettre la combus- tion des vapeurs de mazout,
la paroi de vaporisation étant en contact avec la paroi de séparation des deux chambres susdites sur toute sa longueur tandis que la section de passage du mélange d'air primaire et de vapeur* de mazout à travers chacun de ces orifices est suffisamment petite pour empê- cher la propagation, vers la chambre de vaporisation, de la flamme prenant accidentellement naissance dans la partie de la chambre de combustion au niveau desdits orifices.
Un brûleur de ce genre a été décrit dans le brevet d'invention
526. 089.
Pour autant que de besoin, le présent mémoire fait mieux apparat- tre certaines particularités du brûleur suivant ce brevet antérieur en corrélation avec d'autres particularités qui contribuent à l'obtention d'une bonne vaporisation du mazout pendant la marche au ralenti et de courtes flammes bleues très chaudes sur toute la hauteur de la partie de la paroi extérieure où sont ménagés les trous pour l'entrée de l'air secondaire.
Afin de favoriser le passage de la chaleur par conduction dans la paroi de séparation des deux chambres susdites vers la paroi de vaporisation, il est prévu que, dans une coupe faite au niveau des orifices par lesquels le mélange d'air primaire et de mazout passe de la chambre de vaporisation dans la chambre de combustion, la section de métal offerte au passage de la chaleur entre les orifices soit plus grande que la section de ceux-ci au même niveau.
Cette section de métal relativement grande, combinée au contact de la paroi de vaporisation avec la paroi de séparation des deux chambres susdites sur toute la longueur de cette dernière paroi permet de vaporiser sûrement le mazout pendant le fonctionnement au ralenti en fournissant la chaleur nécessaire à cette vaporisation presqu'exclusivement par conduction à travers la paroi de séparation susdite.
L'air primaire mélangé aux vapeurs de mazout pour favoriser l'obten- tion d'une combustion vive à courtes flammes bleues lorsque le mélange re- çoit de l'air secondaire par les trous de la paroi extérieure n'est pas en quantité suffisante pour permettre la combustion du mazout. Toutefois, l'adjonction à ce mélange d'air primaire et de mazout d'une petité quantité d' air telle que celle qui pourrait être entraînée par des remous au voisinage des premiers trous d'entrée d'air secondaire dans le cas où le dit mélange viendrait rencontrer de front la paroi extérieure, pourrait provoquer une combustion du mazout dès que le mélange serait sorti des orifices ménagés dans la paroi de séparation susdite.
Cette combustion en présence d'une quantité d'air insuffisante pour permettre une combustion complète donnerait lieu à des flammes jaunes peu chaudes et au dépôt de carbone imbrûlé.
En outre, les flammes bleues qui devraient se former à partir des trous inférieurs ménagés dans la paroi extérieure risqueraient de ne se former qu'à partir de trous situés plus haut ce qui y donnerait lieu à une combustion vive mais bruyante .
<Desc/Clms Page number 2>
Pour remédier à ces inconvénients, on prévoit, suivant la présente invention, qu'entre les orifices par lesquels le mélange d'air primaire et de mazout sort de la chambre de vaporisation et les premiers trous par lesquels l'air secondaire pénètre dans la chambre de combustion, le mélange d'air primaire et de mazout soit dévié progressivement afin de longer régulièrement la paroi extérieure au niveau des trous d'entrée de l'air secondaire et qu'en outre la partie de la paroi de séparation des deux cham= bres susdites qui s'étend entre le niveau des orifices susdits et celui des trous inférieurs pour le passage de l'air secondaire s'écarte légèrement de la paroi extérieure vers le haut.
L'obtention de flammes bleues sur toute la hauteur de la partie de la paroi extérieure dans laquelle sont ménagés les trous d'entrée d'air secondaire est facilitée quand, en regard des trous d'entrée d'air secondaire, la paroi de séparation des deux chambres susdites présente vers la chambre de combustion-une surface correspondantà une portion de tore dont l'a- xe est confondu avec l'axe du brùleur et dont la circonférence génératrice a son centre un peu au-dessus des trous supérieurs d'entrée d'air secondaire et un peu à l'extérieur de la paroi extérieure du brûleur dans laquelle ces trous sont ménagés.
En outre, grâce au fait que les trous d'entrée d'air secondaire ménagés dans la moitié supérieure de la partie présentant ces trous ont une section transversale plus petite qu'au moins la plupart de ceux dans la moitié inférieure de la dite partie, on évite un excès d'air pendant une combustion moyenne et surtout pendant une combustion au ralenti bien que la quantité d'air soit suffisante pour une combustion à plein régime.
L'expérience a montré que si, au lieu d'une surface toroïdale de ce genre, on choisit par exemple une surface tronconique s'éloignant moins rapidement de la paroi extérieure que ladite surface toroïdale, l'aspiration de l'air secondaire par les trous dans la paroi extérieure est insuffisante pour obtenir de courtes flammes bleues à la sortie des trous susdits sur toute la hauteur où ceux-ci sont ménagés. Ce résultat peut s'expliquer par une trop faible augmentation de la section de passage pour les gaz de combustion dont le volume va en augmentant vers le haut du brûleur.
L'expérience a également montré que si la surface extérieure de la même partie de la paroi de séparation susdite est par exemple une surface tronconique s'éloignant plus rapidement de la paroi extérieure que la dite surface toroi- dale, la combustion s'effectue avec une flamme jaune. Ce résultat peut s' expliquer en imaginant que la vapeurs de mazout-mélangées à l'air secondaire, au lieu de lécher la paroi extérieure pour y recevoir, à des niveaux successifs, de petits jets d'air secondaire suffisants pour provoquer une combustion locale complète, montent à distance de cette paroi et reçoivent des veines épanouies d'air secondaire qui ne sont plus suffisamment concentrées pour provoquer localement des combustions vives.
Lorsqu'on emploie la dite surface toroidale et lorsque les trous d'entrée d'air secondaire sont, de manière connue, disposés en colonnes,il est avantageux que la distance entre les bords des trous de deux colonnes adjacentes soit au minimum égale au diamètre des trous de plus grand diamètre et au maximum égale à deux fois le diamètre de ces trous.
Les dessins annexés au présent mémoire représentént schématiquement, et à titre d'exemple seulement, une forme d'exécution du brûleur à mazout suivant l'invention.
La figure 1 est une coupe verticale selon la ligne 1-1 de la figure 2 dans un brûleur suivant l'invention.
La figure 2 est une vue en plan après coupe horizontale suivant
<Desc/Clms Page number 3>
EMI3.1
la ligne brisée Il-MI lü;f;1:h nguri f1 .
La figure 3 est, à plus grande échelle, une coupe horizontale suivant la ligne III-III de la figure 1, au niveau des orifices pour le passage du mélange d'air primaire et de vapeur de mazout, dans une partie du brûleur suivant l'invention.
La figure 4 est, à plus grande échelle, une vue en élévation d' une partie de la paroi extérieure du brûleur suivant les figures 1 et 2.
Dans ces différentes figures, les mêmes notations de référence désignent des éléments identiques.
Le brûleur à mazout représenté aux dessins comprend une chambre de vaporisation 2 dans laquelle du mazout est amené en même temps que de l' air par une conduite 3. Cet air constitue une partie seulement de l'air né- cessaire à la combustion des vapeurs de mazout. Il est dénommé "air primai- re".
Au-dessus de la chambre de vaporisation 2, se trouve une chambre de combustion 4. Celle-ci est séparée de la chambre de vaporisation 2 par une paroi 5. Le complément d'air nécessaire à la combustion pénètre dans la chambre de combustion 4 par de nombreux petits trous 6 ménagés dans la pa- roi extérieure 7 de cette chambre. Les axes de ces trous sont disposés en colonnes verticales, à égale distance les uns des autres dans chaque colon- ne,les trous dans une colonne sont à mi-hauteur entre les trous des colon- nes adjacentes (voir figure 4). Pour simplifier la figure 1, on n'y a re- présenté que les trous 6 à travers lesquels passe la coupe verticale qui y est représentée. L'air traversant les trous 6 est dénommé "air secondai- re".
Dans la paroi de séparation 5 entre les chambres 2 et 4, sont a- ménagés, au voisinage de la paroi extérieure 7, une série annulaire d'orifi- ces 8 pour le passage du mélange de vapeut de mazout et d'air primaire qui sort de la chambre de vaporisation 2. Ces orifices ont une section suffisam- ment faible pour empêcher la propagation de la flamme de la chambre de com- bustion 4 vers la chambre de vaporisation 2 pendant que le brûleur fonction- ne au ralenti. Seuls les deux orifices 8 par lesquels passe la coupe repré- sentée à la figure 1 ont été représentés sur cette figure afin de simplifier celle-ci. Aucun trou 8 n'est dessiné à la figure 2.
Les orifices 8 sont à une distance en dessous des trous 6 ménagés au niveau le plus bas dans la paroi extérieure 7 au moins égale à une fois la distance entre deux trous 6 successifs mesurée parallèlement à l' axe du brûleur.
En s'écoulant de la conduite 3, le mazout tombe sur le fond 9 de la chambre 2. Ce fond est dénommé ci-après "paroi de vaporisation". Celle-ci est chauffée par conduction de la chaleur à partir de la paroi de séparation 5, à travers une liàison métallique directe établie entre elle et la paroi 5, sur toute la longueur de cette dernière. Ces deux parois constituent en fait deux parties d'une seule pièce.
Comme on peut s'en rendre compte à la figure 3, au:ni veau de la série annulaire d'orifices 8, la section de métal offerte au passage de la chaleur qui passe de la partie supérieure de la paroi 5 vers la partie infé- -rieure de celle-ci est plus grande que la section de ces orifices au même niveau.
Grâce à cette section de métal relativement grande et au contact de la paroi de vaporisation 9 et de la paroi de séparation 5 sur toute la . longueur de celle-ci on peut, même pendant le fonctionnement au ralenti, ai-
<Desc/Clms Page number 4>
sément transmettre presqu'exclusivement par conduction la chaleur nécessaire à la vaporisation du mazout tombé sur le fond 9.
Il est à noter qu'un couvercle 10 qui est prévu pour faciliter le nettoyage éventuel du fond 9 et qui reçoit de la chaleur provenant des flammes dans la chambre de combustion 4 est également en contact intime avec la paroi 5 sur toute sa périphérie pour lui transmettre le mieux possible la chaleur qu'il reçoit.
EMI4.1
Etant donnéa,rl mo'. .ti;3. pour transmettre au mazout la chaleur néces- saire à sa vaporisation il est important que la chambre de vaporisation 2 ne puisse pas se refroidir librement dans l'atmosphère. La paroi de cette chambre est entourée d'une couche de matière calorifuge 13 qui est maintenue en place par une enveloppe extérieure 14.
La conduite 3 servant à amener le mazout et l'air primaire dans la chambre de vaporisation pénètre avec jeu dans cette chambre. Elle présen- te-un collier 15 qui est apliqué de manière étanche contre la paroi latérale de la chambre 2 au moyen d'un manchon 16 vissée dans une tubulure 17 dont est pourvue cette paroi. Le diamètre de ce manchon 16 est plus grand que le diamètre extérieur de la conduite 3 de sorte qu'une couronne d'air subsiste entre ces deux pièces, ce qui contribue au refroidissement de la conduite et, par conséquent, évite l'obstruction de la conduite 3 par dépôt d'imbrûlés.
Au moment de la mise en marche du brûleur, le chauffage du mazout nécessaire à sa vaporisation est effectué par une résistance électrique 18.
La partie de la paroi 5 qui s'étend sur la hauteur de la partie de la paroi 7 dépourvue de trous 6 s'écarte légèrement de celle-ci vers le haut. En outre, un anneau 19 est disposé au fond de la chambre 4, à l'extérieur de la paroi 5. La face supérieure 20 de cet anneau fait dévier progressivement vers le haut le mélange sortant des orifices 8 afin que ce mélange longe régulièrement la paroi 7. Grâce à cette disposition, on évite, entre ces orifices et les premiers trous 6, la formation de tourbillons qui--pourporaient provoquer, par entraînement d'air secondaire vers le bas, l'allumage du mélange sortant de ces orifices, en dessous de la partie où sont ménagés les trous 6. En outre, les jets sortant des orifices 8 peuvent s'épanouir librement avant de recevoir de l'air secondaire.
Ceci contribue grandement à faciliter la combustion complète et rapide des vapeurs de mazout.
La surface extérieure 20 de la partie de la paroi de séparation 5 située en regard des trous 6 est une portion de la surface d'un tore dont l'axe est confondu avec celui du brûleur. Dans le cas du brûleur suivant la figure 1, la circonférence génératrice de la surface toroïdale 21 a été re- présentée en trait mixte à gauche et à droite où elle est désignée par 22 tandis que son centre est désigné par 23. Celui-ci est un peu au-dessus des trous 6 au niveau le plus haut et un peu à l'extérieur de la paroi extéri- eure 7.
Les trous 6 ménagés dans la moitié inférieure de la partie pour- vue de trous de la paroi 7 ont un diamètre un peu plus grand que ceux mé- nagés depuis le milieu jusqu'au niveau supérieur. A la figure 4, les pre- miers sont désignés par 6a et ont, par exemple, un diamètre de 2 millimè- tres pour une paroi extérieure 7 dont le diamètre est de 140 millimètres.
Les autres sont désignés par 6b et 6c et ont un diamètre respec- tivement de 1,8 et 1,5 millimètre.
On voit également à la figure 4 que les axes des colonnes de trous sont distants l'un de l'autre de façon que la distance entre les bords des trous de deux colonnes adjacentes soit au minimum égale au diamètre des trous
EMI4.2
6a .do-;gBT3,nd diamètre. Cette distance qui es"!> désignée' par 6c.êst,ctasl'ke ple considéré, de 3 millimètres au niveau des trous de
<Desc/Clms Page number 5>
grand diamètre 6a. Elle ne peut cependant pas être indifféremment très éle- vée. Il convient qu'elle soit au maximum égale à deux fois le diamètre des trous 6a. Dans l'exemple considéré, la distance entre les trous 6c ayant le plus petit diamètre est de 3,5 millimètres.
REVENDICATIONS.-
1.- Brûleur à mazout comprenant, d'une part, une chambre de va - porisation recevant une partie de l'air de combustion, dénommée "air primai- re" et le mazout à-vaporiser au contact de la paroi de vaporisation consti- tuant le fond de cette chambre, d'autre part, une chambre de combustion com- prise entre une paroi qui la sépare de la chambre de vaporisation et dans laquelle est ménagée une série annulaire d'orifices pour le passage du mé- lange de vapeur de mazout et d'air primaire et une autreß paroi qui la sépa- re'de l'extérieur au voisinage des orifices susdits et dans laquelle sont ménagés à un niveau supérieur à celui de ces orifices,
de nombreux trous pour l'entrée d'une quantité supplémentaire d'air dénommée "air secondaire' nécessaire pour permettre la combustion des vapeurs de mazout, la paroi de vaporisation étant en contact avec la paroi de séparation des deux chambres susdites sur toute sa longueur tandis que la section de passage du mélange d'air primaire et de vapeur de mazout à travers chacun de ces orifices est suffisamment petite pour empêcher la propagation,'vers la chambre de vapo- risation, de la flamme prenant accidentellement naissance dans la partie de la chambre de combustion au niveau desdits orifices, caractérisé en ce que, dans une coupe faite au niveau des orifices par lesquels le mé- lange d'air primaire et de mazout passe de la chambre de vaporisation dans la chambre de ,combustion,
la section de métal offerte au passage de la cha- leur entre les orifices est plus grande que la section de ceux-ci au même niveau.