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Le mélange de combustibles liquides et d'air comburant, nécessaire à la combustion complète,se faisait jusqu'ici à l'aide d'un organe de ré- partition , par exemple unrinjecteur répartissant le plus finement possible le combustible liquide dans 1 l'aif de combustion, de façon que les parti- cules de combustible aient toujours dans leur voisinage l'air nécessaire à la combustion. On améliorait généralement le processus de mélange en in- troduisant de l'air secondaire après le début de la combustion? La seule différence dansle processus de mélange dans des bruleurs travaillant en continu, par exemple pour des installations de chauffage, ou dans des mo- teurs à combustion, est que dans ce dernier cas, le processus se déroule de façon intermittente suivant le cycle de travail du moteur.
En principe riem ne s'oppose à ce qu'un brûleur travaillant en continu fonctionne dans les mêmes conditions de pressionn et de température que celles se présen- tant dans la chambre de combustion d'un moteur. Un tel processus de forma- tion du mélange a pour conséquence directe que le carburant finement répar- ti dans l'air, atteint très rapidement la température de cet air, et lors- que= la combustion commence, cette température est encore augmentée par les falammes et se transmet au combustible n'ayant pas encore réagi. La grande accélération à laquelle, du fait de la température, sont soumis les processus de combustion et de réactions chimiques, a pour effet d'augmenter considérablement la vitesse de réaction qui ne peut alors être réglée en aucune manière de l'extérieur.
Cette accélération est déterminée positive- ment par le processus de mélange en tant que tel, c'est-à-dire que le dé- roulement de la réaction est arbitraire et tous les processus 'chimiques qui ont lieu pendant ce temps '.sont prédéterminés pa- la formation du champ de température dans la zone de mélange et de combustion. Ce déroulement du mélange, et de la combustion consécutive, a pour effet désagréable,de modifier les propriétésohimiques de la plupart des carburants, particu- lièrement des hydrocarbures. Aussi, si l'on désire éviter la formation de suie, il est souvent nécessaire d'utiliser une quantité d'air supérieure à celle qui suffirait normalement à la combustion complète du combustible.
Ceci vaut aussi bien pour la combustion dans les moteurs travaillant en continu que pour ceux à travail intermittent.
La présente invention a pour but d'éviter cette relation forcée entre le processus de mélange du combustible liquide et de l'air, et le naveau de température du combustible ainsi atteint, et elle vise à procu- rer des moyens permettant d'amener le combustible dans des zones de tempé- rature où des réactions chimiques puissent être évitées, ou dans une autre direction souhaitée où il serait à l'abri de cette température. A cet effet, l'invention prévoit un procédé de mélange- et de combustion de com- bustible liquide qui consiste à étaler presqu'entièrement en une mince cou- che sur une surface le combustible sous sa forme initiale, donc liquide, c'est-à-dire ne plus le mélanger à l'air sous sa forme initille sa combus- tion se faisant alors en dirigeant l'air de combustion en un courant sur la surface humectée.
L'allumage se fait dans ce cas par des moyens connus.
Il est clair que du fait de son contact intime avec la surface ou paroi, le combustible prendra la température de celle-ci plutôt que celle de l'air qui .passe dessus, même lorsqu'un processus de combustion a déjà débuté. En=refroidissant ou en chauffant la surface humectée de combusti- ble, on peut commander dans une mesure beaucoup plus grande que jusu'ici, les processus chimiques et physiques se:déroulant dans le combustible en vue de la combustion, ou en d'autres mots, le processus préparatoire, im- portant pour le déroulement de la combustion, n'est plus arbitraire.
A côté de cet avantage, -un tel processus de combustion offre enco- re 1 une perspective entièrement nouvelle. La production, par exemple de combustibles à bas point d'ébullition à partir de résidus de pétrole à
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hauts points d'ébullition, est actuellement réalisée par les procédés ca- talytiques dits " de cracking". Dans ces procédés, certains catalyseurs agissent sans perte propre de substance et facilitent les modifications mo- léculaires souhaitées., Il est alors essentiel que le catalyseur puisse être mis en contact avec le combustible à modifier.
Grâce à la présente inven- tion, cette modification du oombtstible, ou de certaines parties, peut être réalisée d'une manière idéale à l'aide de catalyseurs, sous forme d'une partie des processus préparatoires à la combustion et ce en continu ou par intermittence directement avant la combustion et sans perte sensible de la substance du catalyseur. Lorsque, dans les procédés de mélange habituels, le combustible en suspension dans l'air subit le processus préparatoire, il est impossible de faire agir un catalysenr se trouvant par exemple sur la paroi, étant donné qu'il n'y a pas de contact direct entre le combus- tible et le catalyseur.
On pourrait songer à mélanger au combustible le catalyseur sous une forme très divisée, dans ce cas il faudrait prévoir une cônsommation sensible de matière catalytique, celle-ci serait en effet emportée dans une mesure importante par les gaz d'échappement, Par contre, le processus de combustion suivant la présente invention, permet le contact intime du combustible avec un catalyseur, et cela d'une manière très sim- ple en prévoyant un catalyseur sur la surface humectéerpar le combustible.
Comme dans beaucoup de processus de combustion, par exemple dans tous ceux des moteurs à combustion, on dispose de pressionse et de températures éle- vées crées par le déroulement du processus de travail lui-même, et que suivant l'invention on peut commander ce déroulement, on possède les con- ditions les plus avantageuses pour le déroulement du cracking ou d'une autre modification chimique, qui peut ainsi-avoir lieu directement dans la chambre de combustion, soit en continu soit par intermittence. Comme catalyseurs on peut utiliser toutes les matières convenables connues, par exemple le platine, le nickel, l'hydroxyde d'aluminium etc. On peut éven- tuellement utiliser simultanément plusieurs catalyseurs afin de-pouvoir commander localement sur la surface humectée, les processus de modification.
Les avantages offerts par l'emploi d'un catalyseurs consistent principalement en ce qu'il permet de décomposer et d'utiliser des molécu- les très riches en carbone, telles qu'il s'en trouve dans les résidus à point d'ébullition élevé, sans produire de suie, et en outre d'obtenir un propessus de combustion très complet avec peu d'air en excès , et dont le déroulement au point de vue durée peut être commandé soit pour l'accélérer soit pour le retarder.
REVENDICATIONS
1.- Procédé de mélange et de combustion de combustibles liquides caractérisé en ce qu'on humecte une surface, par exemple celle de la paroi de la chambre de combustion, avec sensiblement toute la quantité de com- bustible destinée à la combustion et on souffle l'air de combustion sur cette surface humectée, l'allumage se faisant par des moyens connus.
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The mixture of liquid fuels and combustion air, necessary for complete combustion, has hitherto been carried out by means of a distribution member, for example an injector distributing the liquid fuel as finely as possible in the l '. aif combustion, so that the fuel particles always have in their vicinity the air necessary for combustion. Was the mixing process generally improved by introducing secondary air after the start of combustion? The only difference in the mixing process in burners working continuously, for example for heating installations, or in combustion engines, is that in the latter case the process takes place intermittently depending on the working cycle. of the motor.
In principle riem does not prevent a burner working continuously operating under the same pressure and temperature conditions as those found in the combustion chamber of an engine. Such a mixture formation process has the direct consequence that the finely distributed fuel in the air very quickly reaches the temperature of this air, and when = combustion begins this temperature is further increased by the air. falammes and is transmitted to the unreacted fuel. The great acceleration to which the combustion and chemical reaction processes are subjected, due to the temperature, has the effect of considerably increasing the reaction rate, which cannot then be regulated in any way from the outside.
This acceleration is positively determined by the mixing process as such, ie the course of the reaction is arbitrary and all the 'chemical processes which take place during this time' are predetermined. pa- the formation of the temperature field in the mixing and combustion zone. This course of mixing, and subsequent combustion, has the unpleasant effect of modifying the chemical properties of most fuels, particularly hydrocarbons. Also, if it is desired to avoid the formation of soot, it is often necessary to use a quantity of air greater than that which would normally be sufficient for the complete combustion of the fuel.
This applies equally to combustion in engines working continuously as for those working intermittently.
The object of the present invention is to avoid this forced relationship between the process of mixing liquid fuel and air, and the fuel temperature vessel thus reached, and it aims to provide means for bringing the fuel to the air. fuel in temperature zones where chemical reactions can be avoided, or in another desired direction where it would be protected from that temperature. To this end, the invention provides a process for mixing and combustion of liquid fuel which consists in spreading almost entirely in a thin layer on a surface the fuel in its initial form, therefore liquid, ie. that is to say, no longer mixing it with air in its form initiates its combustion, which then takes place by directing the combustion air in a current over the moistened surface.
Ignition is done in this case by known means.
It is clear that due to its intimate contact with the surface or wall, the fuel will take the temperature thereof rather than that of the air passing over it, even when a combustion process has already started. By cooling or heating the fuel-moistened surface, the chemical and physical processes taking place in the fuel for combustion or otherwise can be controlled to a much greater extent than hitherto. words, the preparatory process, important for the course of combustion, is no longer arbitrary.
Besides this advantage, such a combustion process still offers an entirely new perspective. The production, for example, of low boiling point fuels from petroleum residues at
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high boiling points, is currently achieved by so-called "cracking" catalytic processes. In these processes, certain catalysts act without inherent loss of substance and facilitate the desired molecular modifications. It is then essential that the catalyst can be contacted with the fuel to be modified.
Thanks to the present invention, this modification of the oombtstible, or of certain parts, can be carried out in an ideal manner with the aid of catalysts, as part of the preparatory processes for combustion and this continuously or intermittently directly before combustion and without appreciable loss of catalyst substance. When, in the usual mixing processes, the fuel suspended in the air undergoes the preparatory process, it is impossible to make a catalyst act on the wall, for example, since there is no contact. direct between the fuel and the catalyst.
One could think of mixing the catalyst with the fuel in a very divided form, in which case it would be necessary to provide for a significant consumption of catalytic material, this would in fact be carried away to a significant extent by the exhaust gases. The combustion process according to the present invention allows the intimate contact of the fuel with a catalyst, and this in a very simple manner by providing a catalyst on the surface wetted by the fuel.
As in many combustion processes, for example in all those of combustion engines, there are high pressures and temperatures created by the course of the working process itself, and according to the invention this can be controlled. process, the most advantageous conditions are available for the process of cracking or other chemical modification, which can thus take place directly in the combustion chamber, either continuously or intermittently. As catalysts, any suitable known materials can be used, for example platinum, nickel, aluminum hydroxide etc. It is possible, if necessary, to use several catalysts simultaneously in order to be able to locally control the modification processes on the moistened surface.
The advantages offered by the use of a catalyst consist mainly in that it makes it possible to decompose and use molecules very rich in carbon, such as is found in the residues at a boiling point. high, without producing soot, and furthermore to obtain a very complete combustion process with little excess air, and the course of which from the point of view of duration can be controlled either to accelerate it or to delay it.
CLAIMS
1.- A method of mixing and combustion of liquid fuels characterized in that one wets a surface, for example that of the wall of the combustion chamber, with substantially all the quantity of fuel intended for combustion and one blows the combustion air on this wetted surface, ignition taking place by known means.