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La présente invention concerne la combustion et plus particuliè- rement la combustion qui est terminée sous contrôle, avec un grand dégage- ment de chaleur dans une chambre de dimensions limitées, avant l'utilisa- tion de l'énergie engendrée. La présente invention est particulièrement in- téressante dans son application à la combustion du mazout, mais elle n'est pas cependant limitée à cette application.
Dans quelques installations de chauffage, on a trouvé qu'il était avantageux de faire brûler le combustible dans une chambre, ou la combus- tion peut être contrôlée, avant d'utiliser l'énergie engendrée par la com- bustion. Il est cependant important; qu'une telle chambre ait des dimensions aussi faibles que possible, à la fois dans le but de faciliter le contrôle et dans le but d'économiser l'espace disponible et les matériaux. Pour pouvoir utiliser une chambre de combustion ayant des dimensions aussi fai- bles que possible, il est absolument impératif de réaliser une grande vi- tesse de dégagement de chaleur, une alimentation rapide et continue en com- bustible et en air, et enfin une association complète et intime du combus- tible et de l'air entretenant la combustion.
D'autre part, il est de la plus haute importance de réaliser un mélangeur et un brûleur simples et robustes, aussi bien du point de vue du fonctionnement que du point de vue de'l'entretien.
Quand on brûle du mazout sous la forme de dispersion dans l'air, il brûle à la surface de gouttelettes liquides. Ces gouttelettes subissent un cracking partiel) sous l'action de la température élevée et par suite de l'absence locale d'air, et les particules de carbone qui en résulte brûlent ensuite sous Informe solide. Une combustion de ce genre demande du temps, et si on désire-avoir un grand dégagement de chaleur un espace considérable est nécessaire pour réaliser une combustion complète. En vaporisant la dispersion de mazout avant la combustion, il devient possible d'obtenir une grande vitesse de dégagement de chaleur dans une chambre petite.
On a con- staté maintenan qu'il est possible de fabriquer un groupe mélangeur et brû- leur simple et relativement peu coûteux, qui élimine certaines pièces con- sidérées jusqu'à présent comme indispensables. Le nouveau brûleur confor- me à l'invention rend possible l'utilisation d'une chambre de combustion, qui possède des dimensions extrêmement réduites et dans laquelle la com- bustion peut être effectuée avec une vitesse maxima de dégagement de cha- leur avant l'utilisation de l'énergie engendrée.
Conformément à l'invention, une chambre unique comporte une sec- tion de mélange et une section de combustion disposée l'une à la suite de l'autre, la section transversale de cette chambre s'élargissant brusquement pour réaliser dans la section de combustion un simple épaulement de pro- tection, derrière lequel la flamme est maintenue pour assurer une combus- tion continue. Quand on emploie du mazout, on le pulvérise dans la section de mélange pour le disperser dans une colonne d'air se déplaçant à travers cette section, et on.vaporiser le mazout ainsi dispersé dans la section de mélange, en renvoyant dans cette section une partie des gaz de la combus- tion venant de la section de combustion.
On a représenté à titre d'exemple, l'invention sur le dessin an- nexé. Sur ce dessin :
La figure 1 est une coupe médiane et longitudinale d'un brûleur de combustible fluide construit et disposé conformément à l'invention,
La figure 2 est une coupe médiane et longitudinale ,avec cassu- re, d'un autre brûleur de combustible fluide conforme à l'invention.
La figure 3 est une coupe médiane et longitudinale, avec cassu- re, d'un brûleur de combustible fluide conforme à l'invention et différent
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des deux brûleurs précédents.
La figure 4 est une coupe transversale suivant la ligne IV-IV de la figure 1.
La figure 5 est une coupe médiane et longitudinale d'un autre brûleur conforme à l'invention.,
Le brûleur représenté sur la figure 1 comprend un conduit 10 à travers lequel passe une colonne d'air. Ce conduit a de préférence la for- me d'un tube cylindrique et l'air y arrive à une extrémité par une conduite d'air 11; cette conduite 11 est reliée à une source d'air, telle que par exemple un souffleur (non représenté). On peut chaufferaupréalable l'air arrivant par la conduite 11, si on le désireafin d'augmenter la tempéra- ture et la vitesse de la combustion dans le brûleur.
Un moyen est prévu pour alimenter en combustible le conduit 10; ce moyen est constitué sur le dessin par un ajutage d'alimentation 12 disposé dans le conduit la, à l'ex- trémité d'un tube 13 relié à une source de combustible (non représentée), à l'extérieur du conduit 10.
Le conduit 10 est divisé longitudinalement en une section de mé- lange 14 etune section de combustion 15 qui se trouve immédiatement en aval de la section de mélange. En aval de la section de combustion 15 se trouve une section appropriée de livraison 16, qui livre les produits de la com- bustion en un point d'utilisation, par exemple dans un four (non représen- té). Ainsi, l'air arrive de la conduite 11 dans le conduit la, puis tra- verse successivement la section de mélange 14, la section de combustion 15 et la section de livraison 16.
Pour obtenir une grande vitesse de dégage- ment de chaleur dans le brûleuxq on fait arriver l'air dans celui-ci avec une grande vitesse et on mélange avec cet air une quantité suffisante de combustible pour utiliser la totalité de l'air dans la combustion et pour réaliser une combustion complète du combustible. Quand on utilise des mé- langes riches, on mélange avec l'air arrivant dans le brûleur une quantité de combustible suffisante pour produire les gaz réducteurs désirés. La conception du brûleur permet de produire des gaz réducteurs en brûlant des mélanges très riches sans aucun dépôt de carbone dans le brûleur, comme on l'expliquera un peu plus loin.
La section de mélange 14 du conduit 10 a la forme d'un Venturi et l'ajutage de pulvérisation 12 est disposé au centre du Venturi de manière à pulvériser le combustible dans la section de mélange, près de l'étrangle- ment du Venturio Dans les modes de réalisation représentés sur le dessin, le combustible est pulvérisé dans la section de mélange, immédiatement en aval de l'étranglement du Venturi Par conséquent, le combustible pulvéri- sé est dispersé dans la colonne d'air traversant la section de mélange, et celle-ci grâce à sa forme de Venturi, joue le rôle de mélangeur d'une maniè- re bien connue.
Des ailettes 17 peuvent être portées par un moyeu 18 sur le tube 13 d'alimentation en combustible, près de l'ajutage 12 et sur le trajet d'entrée de l'air. Ainsi, la turbulence de l'air, au-delà de l'ajutage 12 de pulvérisation, peut contribuer à disperser le combustible dans l'air et également à centrifuger les particules liquides vers la paroi, où elles se vaporisent.
La section de combustion 15 est formée en élargissant brusquement le diamètre du conduit 10; elle est de préférence cylindriqueo Un épaule- ment annulaire 19 est ainsi formé à l'extrémité amont de la section de com- bustion 15. Quand le mélange combustible-air est allumé, l'épaulement annu- laire 19 constitue une zone de protection qui maintient la flamme dans le brûleur. On remarquera que le mélange combustible-air pénètrant avec une
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grande vitesse dans la section de combustion 15 ne trouble que très peu le mélange en cours de combustion près de l'épaulement annulaire 19. Ainsi, une zone relativement calme et à faible vitesse est maintenue en arrière de l'épaulement annulaire, où la flamme se maintient sans être sensiblement troublée malgré la turbulence produite dans le reste de la section de com- bustion.
D'autre part, l'épaulement annulaire 19, constituant un organe ex- térieur et annulaire de maintien de la flamme, permet à la combustion du mélange combustible-air de progresser à partir d'une région à température élevée vers l'intérieur, jusqu'à la région des gaz non brûlés. Ce type d'or- gane de maintien de la flamme réduit donc à un minimum les possibilités de refroidissement des gaz par les parois froides, avant que la combustion ne soit terminée.
Le mélange combustible-air peut être allumé d'une manière connue et convenable quelconque. Dans le mode de réalisation représenté sur la figure 1, une bougie d'allumage 20 est disposée dans la section de combus- tion 15, sur la partie extérieure de l'épaulement annulaire 19. Ainsi, le mélange combustible-air se trouvant dans la section de combustion peut être allumé initialement, et peut être allumé de nouveau, si cela est nécessaire, à l'endroit de l'organe de maintien de la flamme. On a réalisé également un allumage efficace du mélange combustible-air dans la section de combus- tion 15 n plaçant la bougie d'allumage 20 tout près de la jonction de la motion de mélange avec la section de combustion, comme on le voit sur la figure 2.
En réalité, de bons résultats ont été obtenus en produisant une étincelle en un point quelconque de l'épaulement annulaire 19.
Pour que le combustible fluide débité à travers l'ajutage de pul- vérisation 12 dans la section de mélange puisse brûleur rapidement et com- plètement, il est important qu'il soit associé avec l'air d'une manière ex- trêmement intime. Ceci est vrai en particulier quand on emploie de l'huile comme combustible, pour les raisons qui ont été déjà indiquées. Par con- séquent, en plus de la dispersion fine du combustible fluide réalisée dans la section de mélange 14 au moyen de l'ajutage de pulvérisation 12, on pré- voit des dispositions pour chauffer le combustible à son entrée dans le courant d'air en vue de réaliser une combustion plus complète.
Un conduit de retour 21 est donc prévu entre une circonférence d'orifices 22 percés dans l'épaulement annulaire 19 et la section de combustion; ce conduit dé- bouche dans l'étranglement du Venturi de la section de mélange 14, où les gaz à haute température provenant de la section de combustion et arrivant par le conduit 21 chauffent et vaporisent le combustible au moment où ce- lui-ci se mélange avec le courant d'air.
Dans le mode de réalisation représenté ici, les gaz chauds venant de la section de combustion arrivent dans la section de mélange, à l'endroit de l'étranglement du Venturi. Comme on le voit ici, le conduit de retour 21, qui conduit les gaz de la section de combustion vers l'étranglement du Venturi a une forme annulaire et s'étend vers l'arrière, autour de la sec- tion de mélange. Les gaz chauds de la combustion pénètrent dans l'étran- glement du Venturi de la section de mélange 14 à travers une fente annulai- re 23 prévue dans le Venturi. Il est clair qu'une série d'orifices séparés pourrait remplacer la fente annulaire 23;d 'autre part, on peut modifier légèrement la forme et la position de la fente 23 représentée sur le des- sin.
Il est évident également qu'il n'est pas nécessaire que les gaz en cours de combustion pénètrent dans le conduit de retour en traversant un cercle d'orifices séparés; il est préférable cependant que ces gaz entrent dans le conduit de retour 21 à partir d'une zone proche de l'extrémité de la section de mélange, de manière à réaliser un "coin annulaire" à l'inté- rieur de la section de combustion, entre l'épaulement 19 et la paroi de cette section, coin dans lequel la flamme peut être maintenue constante et
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relativement sans aucun trouble.
Le fonctionnement de 1''appareil se déduit avec évidence de ce qui précède. La colonne d'air pénètrant dans le 'brûleur en venant de la conduite 11 traverse à grande vitesse la section de mélange 14, puis la sec- tion de combustion 15. Au moment où l'air franchit 'L'étranglement du Ven- turi, le combustible est dispersé dans cet air par 1 ajutage de pulvérisa- tion 12 ;
combustible est ainsi finement divisé et se mélange progressi- vement avec l'air pendant qu'ils traversent tous les deux la section de mé- langée En même temps, des gaz brûlés excessivement chauds sont aspirés dansla section de mélange à travers la fente annulaire 23 de l'étrangle- ment du Venturi et chauffent le combustible dispersé jusqu'à une températu- re suffisante pour le vaporisero On réalise ainsi un mélange plus intime du combustible et de l'air.
Le mélange est allumé et une combustion complè- te s'effectue dans la chambre de combustion 15, d'où les produits de la combustion s'échappent à travers la section de livraison 16 jusqu'à un point d'utilisationo Protégé par l'épaulement annulaire 19 contre le mé- lange arrivant de la chambre 14, un corps continu de mélange enflammé est maintenu à l'intérieur de la chambre de combustion, à proximité immédiate de la chambre de mélange. La dépression régnant dans l'étranglement de Venturi aspire vers l'arrière et à travers le conduit annulaire de retour 21 entourant la section de mélange une partie de ce mélange enflammé, afin de vaporiser dans la section de mélange le combustible dispersé.
Les gaz chauds traversant le conduit annulaire 21 chauffent les parois de la section de mélange 14 et tendent ainsi à empêcher du carbone de se déposer sur ces parois quand une partie du mélange combustible-air est allumée dans cette section, comme dans l'appareil représenté sur la figure 3. D'autre part, le mélange intime de 1 air et du combustible dis- persé et vaporisé, la grande vitesse de combustion dans le brûleur et le passage rapide des gaz à travers le brûleur contribuent également à empê.}- cher le dépôt de.carbone dans celui-ci.
Il peut être préférable,, dans certaines conditions, d'allumer le combustible dispersé et vaporisé, en même temps qu'il se mélange intimement à l'air dans la section de mélange 14, et de maintenir l'allumage à cet en- droito La figure 3 représente un brûleur destiné à obtenir ce résultat; dans ce brûleur, une bougie constituée par une électrode 20a est disposée dans la section de mélange, à une faible distance de l'ajutage de pulvéri- sation 12. La pointe de l'électrode 20a est disposée sur le bord extérieur du cône de combustible projeté dans la section de mélange 14 par l'ajutage 12.
Le mélange allumé vient frapper une chicane 24 qui produit de la tur- bulence et contribue à mélanger plus intimement le combustible et l'air,
Un autre mode de réalisation de l'invention est représenté sur la figure 5. Ici, la bordure de la paroi de la section de mélange est incurvée vers l'extérieur et vers l'arrière, à l'endroit de l'étranglement du Ven- turi, de manière à entourer la partie en amont du Venturi. On réalise ain- si une fente annulaire 23a, à travers laquelle les gaz chauds de la com- bustion spénètrent dans l'étranglent du Venturi de la section de mélange 14, dans la direction générale du mouvement du combustible et de l'air à travers cette section.
Grâce à cette disposition, les pressions acciden- telles de retour résultant de conditions variables de l'écoulement pendant une combustion irrégulière se détendant dans le conduit annulaire, de retour 21a. Un ou plusieurs orifices 25 prévus dans la paroi extérieure du con- duit annulaire de retour réalisent l'échappement d'une pression excessive dans ce conduit.
Dans le mode de réalisation représenté sur la figure 5, on voit également une électrode isolée 20b qui s'étend vers l'avant à travers le
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conduit 10, près de la paroi extérieure de celui-ci, et à travers le con- duit annulaire de retour. L'électrode 20b traverse l'épaulement annulaire
19 et fait saillie dans la chambre de combustion 15, où son extrémité 26 est disposée dans une niche 27 et fournit des étincelles vers une deuxième électrode 28 portée par l'épaulement annulaire 19, afin d'allumer le mélan- ge combustible-air.
La figure 5 représente également un moyen supplémentaire pour améliorer la stabilité de la combustion. Ce moyen consiste en deux tubes secondaires 29 et 30, qui sont disposés coaxialement dans la section de combustion 15 du tube principal du brûleur. Le tube 29 a un diamètre légè- rement plus petit que l'extrémité aval de la section de mélange. Les tubes
29 et 30 commandent ensembl- la progression du front de flamme F, représen- té en pointillé, dans la section de combustion.
D'autres variantes de l'invention peuvent être naturellement imagi- nées . Par exemple, du gaz peut être ajouté au brûleur comme combustible supplémentaire à travers un raccord 31 branché sur le conduit annulaire de retour 21 comme on le voit sur la figure 2. On peut également ajouter du gaz à l'air entrant dans le brûleur par la conduite 11. En réalité, le brûleur peut être utilisé efficacement avec un gaz seul comme combustible.
On voit, d'après ce qui précède, que la présente invention réali- se un brûleur dans lequel la combustion du mélange combustible-air peut être @@@@niée avant que son énergie ne soit utilisée, cette combustion s'effec- tuant sous contrôle et dans une chambre de dimensions extrêmement réduites.
L'appareil de mélange et la chamore de combustion forment un seul bloc et le dispositif ainsi réalisé est simple et robuste.
Les modes de réalisation de l'invention qui ont été décrits et représentés ici ont été choisis simplement à titre d'exemples, et il est bien entendu que les techniciens imagineront facilement d'eux-mêmes d'au- tres modes de réalisation sans sortir pour cela du domaine de l'invention.
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The present invention relates to combustion and more particularly to combustion which is completed under control, with a large release of heat in a chamber of limited dimensions, before the use of the energy generated. The present invention is particularly interesting in its application to the combustion of fuel oil, but it is not however limited to this application.
In some heating installations it has been found to be advantageous to burn the fuel in a chamber, where the combustion can be controlled, before using the energy generated by the combustion. It is however important; such a chamber should be as small as possible, both for the purpose of facilitating control and for the purpose of saving available space and materials. To be able to use a combustion chamber having dimensions as small as possible, it is absolutely imperative to achieve a high rate of heat release, a rapid and continuous supply of fuel and air, and finally a combination. complete and intimate with the fuel and the air supporting combustion.
On the other hand, it is of the utmost importance to realize a simple and robust mixer and burner, both from the point of view of operation and from the point of view of maintenance.
When fuel oil is burned as a dispersion in air, it burns on the surface of liquid droplets. These droplets undergo partial cracking under the action of the high temperature and as a result of the local absence of air, and the resulting carbon particles then burn in solid form. Combustion of this kind takes time, and if it is desired to have a large release of heat, considerable space is required to achieve complete combustion. By vaporizing the fuel oil dispersion before combustion, it becomes possible to achieve a high rate of heat release in a small chamber.
It has now been found that it is possible to manufacture a simple and relatively inexpensive mixing and burner assembly which eliminates certain parts heretofore considered indispensable. The new burner according to the invention makes possible the use of a combustion chamber, which has extremely small dimensions and in which the combustion can be carried out with a maximum rate of heat release before l. use of the generated energy.
According to the invention, a single chamber has a mixing section and a combustion section arranged one after the other, the cross section of this chamber widening suddenly to achieve in the combustion section a simple protective shoulder, behind which the flame is maintained to ensure continuous combustion. When fuel oil is used, it is sprayed in the mixing section to disperse it in a column of air moving through that section, and the fuel oil thus dispersed in the mixing section is vaporized, returning to this section a part of the combustion gases coming from the combustion section.
The invention has been shown by way of example in the accompanying drawing. On this drawing :
Figure 1 is a median and longitudinal section of a fluid fuel burner constructed and arranged in accordance with the invention,
FIG. 2 is a median and longitudinal section, with a break, of another burner of fluid fuel according to the invention.
Figure 3 is a median and longitudinal section, with break, of a fluid fuel burner according to the invention and different
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of the two previous burners.
Figure 4 is a cross section taken on line IV-IV of Figure 1.
Figure 5 is a median and longitudinal section of another burner according to the invention.
The burner shown in Figure 1 comprises a conduit 10 through which passes an air column. This duct is preferably in the form of a cylindrical tube and the air arrives there at one end via an air duct 11; this pipe 11 is connected to an air source, such as for example a blower (not shown). The air coming in through line 11 can be preheated if desired in order to increase the temperature and rate of combustion in the burner.
Means are provided for supplying the conduit 10 with fuel; this means is constituted in the drawing by a supply nozzle 12 arranged in the duct 1a, at the end of a tube 13 connected to a fuel source (not shown), outside the duct 10.
The duct 10 is divided longitudinally into a mixing section 14 and a combustion section 15 which is immediately downstream of the mixing section. Downstream of the combustion section 15 is a suitable delivery section 16, which delivers the products of the combustion to a point of use, for example in a furnace (not shown). Thus, the air arrives from the pipe 11 in the pipe 1a, then passes successively through the mixing section 14, the combustion section 15 and the delivery section 16.
To obtain a high rate of heat release in the burner, the air is made to flow into it at a high speed and a sufficient quantity of fuel is mixed with this air to use all the air in the combustion. and to achieve complete combustion of the fuel. When rich blends are used, sufficient fuel is mixed with the air entering the burner to produce the desired reducing gases. The design of the burner makes it possible to produce reducing gases by burning very rich mixtures without any deposit of carbon in the burner, as will be explained a little later.
The mixing section 14 of the conduit 10 is in the form of a Venturi and the spray nozzle 12 is disposed in the center of the Venturi so as to spray the fuel in the mixing section, near the throat of the Venturio In. in the embodiments shown in the drawing, the fuel is sprayed into the mixing section, immediately downstream of the venturi throttle. Therefore, the pulverized fuel is dispersed in the column of air passing through the mixing section, and this, thanks to its Venturi shape, acts as a mixer in a well-known manner.
Fins 17 may be carried by a hub 18 on the fuel supply tube 13, near the nozzle 12 and on the air inlet path. Thus, the turbulence of the air, beyond the spray nozzle 12, can help to disperse the fuel in the air and also to centrifuge the liquid particles towards the wall, where they vaporize.
The combustion section 15 is formed by suddenly enlarging the diameter of the duct 10; it is preferably cylindrical. An annular shoulder 19 is thus formed at the upstream end of the combustion section 15. When the fuel-air mixture is ignited, the annular shoulder 19 constitutes a protection zone which maintains the flame in the burner. It will be noted that the fuel-air mixture penetrates with a
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high velocity in the combustion section 15 only slightly disturbs the burning mixture near the annular shoulder 19. Thus, a relatively quiet and low velocity area is maintained behind the annular shoulder, where the flame maintains itself without being noticeably disturbed despite the turbulence produced in the rest of the combustion section.
On the other hand, the annular shoulder 19, constituting an external and annular member for maintaining the flame, allows the combustion of the fuel-air mixture to progress from a region of high temperature towards the interior, up to the unburned gas region. This type of flame-maintaining device therefore reduces to a minimum the possibilities of cooling the gases by the cold walls, before the combustion is finished.
The fuel-air mixture can be ignited in any convenient and known manner. In the embodiment shown in FIG. 1, a spark plug 20 is disposed in the combustion section 15, on the outer part of the annular shoulder 19. Thus, the fuel-air mixture in the combustion chamber. Combustion section can be ignited initially, and can be re-ignited, if necessary, at the location of the flame holder. An efficient ignition of the fuel-air mixture was also achieved in the combustion section 15 by placing the spark plug 20 very close to the junction of the mixing motion with the combustion section, as seen in the figure. figure 2.
In fact, good results have been obtained by producing a spark at any point of the annular shoulder 19.
In order for the fluid fuel delivered through the spray nozzle 12 into the mixing section to burn rapidly and completely, it is important that it is associated with air in an extremely intimate manner. This is particularly true when oil is used as fuel, for the reasons which have already been indicated. Therefore, in addition to the fine dispersion of the fluid fuel produced in the mixing section 14 by means of the spray nozzle 12, arrangements are made for heating the fuel as it enters the air stream. in order to achieve a more complete combustion.
A return duct 21 is therefore provided between a circumference of orifices 22 drilled in the annular shoulder 19 and the combustion section; this duct opens into the constriction of the Venturi of the mixing section 14, where the high temperature gases coming from the combustion section and arriving through the duct 21 heat and vaporize the fuel at the moment when it is heated. mix with the air stream.
In the embodiment shown here, the hot gases coming from the combustion section arrive in the mixing section, at the point of the venturi throttle. As seen here, the return duct 21, which conducts the gases from the combustion section to the venturi constriction, is annular in shape and extends rearwardly around the mixing section. The hot combustion gases enter the venturi throat of the mixing section 14 through an annular slot 23 provided in the Venturi. It is clear that a series of separate orifices could replace the annular slot 23, on the other hand, the shape and position of the slot 23 shown in the drawing can be slightly modified.
It is also evident that it is not necessary for the gases during combustion to enter the return duct through a circle of separate orifices; it is preferred, however, that these gases enter the return duct 21 from an area near the end of the mixing section, so as to provide an "annular wedge" within the mixing section. combustion, between the shoulder 19 and the wall of this section, the corner in which the flame can be kept constant and
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relatively without any cloudiness.
The operation of the apparatus is evident from the above. The column of air entering the burner from line 11 passes through mixing section 14 at high speed, then through combustion section 15. As the air passes through the vent throttle the fuel is dispersed in this air by the spray nozzle 12;
fuel is thus finely divided and gradually mixes with air as they both pass through the mixing section At the same time excessively hot flue gases are drawn into the mixing section through the annular gap 23 throttling the Venturi and heat the dispersed fuel to a temperature sufficient to vaporize it. A more intimate mixture of fuel and air is thus achieved.
The mixture is ignited and complete combustion takes place in the combustion chamber 15, from where the products of combustion escape through the delivery section 16 to a point of use. annular shoulder 19 against the mixture arriving from chamber 14, a continuous body of ignited mixture is maintained within the combustion chamber in close proximity to the mixing chamber. The vacuum in the Venturi throttle sucks back and through the annular return duct 21 surrounding the mixing section a part of this ignited mixture, in order to vaporize the dispersed fuel in the mixing section.
The hot gases passing through the annular duct 21 heat the walls of the mixing section 14 and thus tend to prevent carbon from depositing on these walls when a part of the fuel-air mixture is ignited in this section, as in the apparatus shown. in Fig. 3. On the other hand, the intimate mixture of air and the dispersed and vaporized fuel, the high combustion speed in the burner and the rapid passage of gases through the burner also contribute to preventing. expensive carbon deposit in it.
It may be preferable, under certain conditions, to ignite the dispersed and vaporized fuel at the same time as it is intimately mixed with the air in the mixing section 14, and to maintain the ignition there. FIG. 3 represents a burner intended to obtain this result; in this burner, a spark plug constituted by an electrode 20a is disposed in the mixing section, at a short distance from the spray nozzle 12. The tip of the electrode 20a is disposed on the outer edge of the fuel cone. projected into mixing section 14 through nozzle 12.
The ignited mixture hits a baffle 24 which produces turbulence and contributes to more intimately mixing the fuel and the air,
Another embodiment of the invention is shown in Figure 5. Here, the edge of the wall of the mixing section is curved outward and backward, at the point of the Ven. - turi, so as to surround the part upstream of the Venturi. An annular slit 23a is thus made, through which the hot combustion gases enter the throttle of the Venturi of the mixing section 14, in the general direction of the movement of fuel and air through. this section.
By virtue of this arrangement, accidental back pressures resulting from varying flow conditions during irregular combustion expanding into annular, return conduit 21a. One or more orifices 25 provided in the outer wall of the annular return duct vent excess pressure therein.
In the embodiment shown in Figure 5, there is also seen an insulated electrode 20b which extends forwardly through the
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conduit 10, near the outer wall thereof, and through the annular return conduit. The electrode 20b passes through the annular shoulder
19 and protrudes into the combustion chamber 15, where its end 26 is disposed in a recess 27 and supplies sparks to a second electrode 28 carried by the annular shoulder 19, in order to ignite the fuel-air mixture.
Figure 5 also shows a further means of improving the stability of combustion. This means consists of two secondary tubes 29 and 30, which are arranged coaxially in the combustion section 15 of the main tube of the burner. Tube 29 has a slightly smaller diameter than the downstream end of the mixing section. Tubes
29 and 30 together control the progression of the flame front F, shown in dotted lines, in the combustion section.
Other variants of the invention can naturally be imagined. For example, gas can be added to the burner as additional fuel through a connection 31 connected to the annular return duct 21 as seen in Figure 2. Gas can also be added to the air entering the burner by line 11. In fact, the burner can be used efficiently with gas alone as fuel.
It will be seen from the above that the present invention provides a burner in which the combustion of the fuel-air mixture can be suppressed before its energy is used up, this combustion taking place. under control and in an extremely small chamber.
The mixing apparatus and the combustion chamber form a single unit and the device thus produced is simple and robust.
The embodiments of the invention which have been described and shown here have been chosen simply as examples, and it is understood that technicians will easily imagine other embodiments on their own without going beyond therefore within the scope of the invention.