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La présente invention a trait à des brûleurs à mazout utilisant la mazout et l'air atomisant et,( particulièrement, à des brûleurs pilotes y destinés et utilisant aussi le mazout et l'air atomisant.
Un but général de l'invention consiste à proposer un appareil perfectionné de l'espèce décrite.
Mans les brûleurs à mazout de capacités relativement
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élevées, l'allumage du braleur principal est communément effec-' tué en établissant d'abord, par un moyen tel qu'un circuit électrique, une flamme pilote à gaz, flamme qui, à son tour, allume les flammes principales à mazout. Toutefois, le combus- tible gazeux n'est pas toujours disponible et peut même être interdit, dans certaines régions, par les règlements locaux.
Dans ces cas, d'autres moyens doivent être prévus pour allumer la flamme principale à mazout.
Bien que l'allumage de la flamme principale, effectué directement à l'aide d'un circuit électrique, soit satisfaisant poùr les petits débits de combustible, la chaleur produite par le circuit est petite et localisée et elle peut n'être.pas suf- fisante pour allumer la flamme principale lorsque le débit de combustion, de mazout est relativement élevé, Lorsque le débit de mazout est élevé, si la flamme ne s'établit pas quasi immé-. diatement avec l'établissement du débit, un état de choses dan- gereux se crée à cause du fait qu'une quantité relativement grande de mazout peut pénétrer dans la chambre de combustion en quelques secondes et, dans son état hautement atomisé, ce mazou peut provoquer une explosion s'il s'allume par la chaleur des réfractaires.,Ainsi,
l'allumage direct par circuit électrique n'est pas toujours satisfaisant.
Un autre procédé d'allumage est celui qui utilise un pilote à mazout. Dans ces agencements, un circuit électrique allume un petit débit de mazout atomisé venant d'un bec séparé, et qui, à son tour, allume la flamme principale. Le petit débit est aisément allumé par le circuit électrique et si, pour quel- que raison, l'allumage ne se fait pas, le mazout ne s'accumule qu'an petites quantités, qui ne présentent pas de danger, car le débit est faible et que des régulateurs peuvent être.prévus -,Pour retarder l'établissement du débit principal de mazout jus-
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qu'à ce que la flamme pilote soit alluméeo
Les pilotes à mazout de l'espèce décrite comportent communément un bec atomiseur à pression;;
c'est-à-dire un bec apte à atomiser le mazout à la pression sous laquelle il est fourni au becCes becs ont;, dans le bout,, un petit orifice, pour en limiter le débita et se bouchent souvent par le caroone formépar le mazout imbrdlé dans le bec lorsqu'il est soumis à de hautes températures par la radiation de l flamme princi- pale et des réfractaires.
En outre un bec atomiseur à pression requiert une pression relativement élevée (de l'ordre de 100 livres anglaises par pouce carré) pour une atomisation satisfai- sante, si bien que, dans les fours utilisant une faible, pression de, mazout et l'air sous pression pour atomiser le mazout dans la brûleur principale on doit prévoir une pompe de surcharge pour établir la pression convenable de mazout dans le bec pilo- te Dans une telle installation, la nécessité d'utiliser une pompe de surcharge peut être écartée an utilisant un pilote qui fait usage de sous faible pression et l'air sous pression pour atomiser le mazout
Etant donné ce qui précède,
un but plus spécifique de 1'invention consiste à proposer un système perfectionné d'ali- mentation en mazout et en air atomisant d'un bec de brûleur piloteo, pour allumer un brûleur principal qui utilise aussi le masout et l'air atomisant.
Un autre out '.est de proposer un système perfectionné de l'esp0ce décrite dans l'alinéa, précèdent .où le Mazout peut être amené au brûleur pilote depuis les conduites à mazout ali- mentant le brûleur principal,, et l'air atomisant peut être four- ni au brûleur pilote depuis les conduites alimentant en air le brûleur, principale
Dans! les systèmes de l'espèce décrite, les volumes et
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les pressions du mazout et de l'air, requis pour le brûleur pilote, sont sensiblement inférieurs à ceux qui sont requis pour le brûleur principal et doivent être réglés pour obtenir une combustion convenable au brûleur pilote.
Un autre but est donc de proposer un système perfection- ne de l'espéce décrite comprenant un moyen destiné à régler Iles débits d'air et de mazout vers le bec du brûleur.pilote.
Les chaudières ignitubilaires comprennent ordinairement un tube à flamme qui fonctionne en chambre de combustion dans laquelle un bec de brûleur principal est supporté de manière amovible par un moyen indépendant du tube à flamme, et ce moyen de montage peut permettre l'enlèvement du brûleur principal du tube à flamme, pour l'inspection, sans qu'il soit nécessaire d'ouvrir la tête de la chaudière. Toutefois, ces chaudières comportent aussi un .brûleur pilote destiné au brûleur princi- pal, monté dans les réfractaires du tube à flamme, de manière qu'il soit requis d'ouvrir la tête de la chaudière pour avoir accès au brûleur pilote.
Ces agencements donnent lieu à des pertes de temps et de main-d'oeuvre considérables pendant les arrêts d'inspection, d'entretien et de réparation du brûleur pilote.
Etant donné ce qui précède, un des buts de l'invention est aussi de proposer une structure intégrée de bec de bûleur principal et de bec de brûleur pilote, aisément accessible et enlevable en bloc pour entre.-tien et réparation.
Un autre but est de proposer une structure de brûleur perfectionnée, de l'espèce décrite dans 1' alinéa précédent, où le brûleur principal peut être séparément retiré en laissant le brûleur pilote en position.
D'autres buts et avantages sont apparents à la lecture de la description détaillée suivante, prise en conjonction avec
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les dessins annexés.
La figure 1 est; une section longitudinale.'verticale fragmentaire, 'représentant-une chaudière utilisant une struc- ture intégrée de brûleurs principal et.pilote, réalisant les principes de la présente invention.
La figure ,2 est une élévation fragmentaire.de la chau- dière et de la structure de brûleurs intégrée, représentée figu- re 1, suivant approximativement. la ligne 2-2 de la, figure 1.
La figure 3 est une élévation de la structure de brû- leurs selon les figures 1 et 2, suivant approximativement la ligne 3-3 de la. figure 1,
La figure 4 est un schéma d'un système réalisant les principes de la présente invention.
La figure 5 est une vue semblable à la figure 1, repré- une structure intégrée modifiée de brûleurs principal et pilote, où le brûleur principal peut être séparément retiré.
La figure 6 est une élévation suivant approximativement la ligne 6...6 de la figure 5 la figure 7 est une élévation suivant approximativement la ligne 7-7 de la figure 5.
Bien que des réalisations illustratives de l'invention soient représentées par les dessins et soient ici décrites en détails, l'inmvention est susceptible de réalisation par bien des formes différentes, et il est entendu que la présente révélation doit être comme visant à donner des exemples de réa- lisation des principes de l'invention et n'est pas destinée à limiter l'invention à la réalisation présentée. La portée de 1''invention sera indiquée dans les revendications annexées.
Il est maintenant ,fait référence aux dessins dont les figures 1, 2, et 3 représentent une structure intégrée 10 de montage de brûleurs principal et pilote réalisant les principes
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de la présente invention et agencée pour emploi dans la chambre de combustion d'une chaudière ignitubulaire. Comme le montre la figure 1, des parties du prûleur sont représentées, comprenant un corps de chaudière 11 qui est pourvu, comme il est d'usage, d'une plaque de tête (non représentée) destinée à supporter les bouts des tubes formant les passages mutiples destinés aux fu- mées circulant dans la chaudière et à supporter un tube à flamme ayant une partie terminale 12 qui saillit au-delà de la plaque de tête et jusqu'à l'extrémité du corps de chaudière 11.
La par- tie terminale 12 du.tube à flamme comporte une bague interne 13 de réfractaire dans le voisinage des zones de combustion dans le tube à flamme. L'extrémité du corps de chaudière 11.est fer- mée par une porte qui peut être boulonnée de manière amovible sur l'extrémité du corps ou s'articuler là-dessus, pour donner accès à l'intérieur du corps de chaudière.
Comme le montre le dessin, la porte, destinée à fermer l'extrémité du corps de chaudière, comprend une plaque de fermeture 14, intérieurement garnie de réfractaire 15 dans le voisinage de la zone du tube à flamme 12, et un organe de fermeture en cuvette 16, superpo- sé à la plaque !4,
La plaque 14, comporte une ouverture circulaire 17, agen- cée pour recevoir la partie terminale d'une enveloppe tubulaire de brûleur 18 qui reçoit le brûleur et forme avec le tube à ±larme 12 une chambre de combustion 19. Une bride annulaire, s'étendant vers l'extérieur, 21, de l'enveloppe tubulaire de brûleur 18 s'aboute contre la plaque de fermeture 14 tout au- tour de l'ouverture 17.
L'organe de fermeture en cuvette 16 comporte une ouverture circulaire- 22, alignée sur l'ouverture 17 de la plaque 14 et agencée pour recevoir-le bout d'un pièce cylindrique creuse 23, saillissant vers l'extérieur depuis 1 tor- gane 16 et agencée pour y être fixée par des moyens tels que les boulons ou les vis ( non représentés) traversant une bride
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de montage 24 et l'organe 16.Le bout gauche de l'enveloppe tubulaire de Brûleur 18 ( figure 1) comporte une bride annulaire s'étendant vers l'extérieur 26.agencée pour être fixée) par un moyen non représenté,à la pièce cylindrique 23. En service, l'organe de porte 16 peut être oté de la position représentée par le dessin, en amenant avec lui l'enveloppe tubulaire de brûleur 18,
après quoi l'organe de porte 14, peut être ôté pour donner accès à l'intérieur du corps dè chaudière,tout ce sans qu'il soit nécessaire de démonter la structure de brûleur 10 depuis l'organe 16..
Les organes de porte 14 et 16 servent à délimiter une chambre à air positif qui peut être alimentée en ait secondaire par des moyens non représentés,pour entretenir la combustion aux brûleurs, L'air secondaire passe (de la chambre à air posi- tif dans l'enveloppe de brûleur 18 par des ouvertures d'entrée 18'de l'enveloppe 18,
La structureintégrée de brûleur principal et de brûleur pilote 10 comprend une plaque de montage 26, agencée pour être fixée à la porte de la chaudière par des moyens tels que des vis (non représentés) traversant les trous 27 (figure 3) et la bride 2Çet pénétrant dans la pièce saillante cylindrique creuse 23.
La plaque de montage 26 porte un brûleur principal 28 et un brûleur pilote 29 par des moyens qui vont être décrit; présent.
Le brûleur principal 28 est une structure d'un bloc, formée par un groupe de trois becs de brûleur 30a, 30b et 30c (figures 1 et 2).Le mazout est amené au brûleur principal 28 par un tuyau 31,et l'air atomisant est amené au brûleur princi- pal par un tuyau externe concentrique d'apport d'air 32. Le brûleur principal 28 est supporté au moyen d'un raccordement. fileté avecle tuyau d'apport d'air 32.Le tuyau d'apport de
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mazout 31 est rigidement supporté dans le tuyau d'anport d'air
32 et les deux tuyaux traversent le centre de la plaque de montage 26, le tuyau d'apport d'air 32 étant rigidement fixé à la plaque 26 par un moyen tel que le montage à pression du tuyau dans l'ouverture centrale 33 de la plaque.
Extérieurement à la chambre de combustion, le tuyau d'apport de mazout 31 est pourvu d'un raccord 35 agencé pour raccordement à une source convenable de mazout. Semblablement, à l'extérieur de la chambre de combustion, le tuyau d'apport d'air 32 est pourvu d'un rac- cord 36, agencé pour être relié à une source convenable d'air sous pression. Si on le désire, le raccord 36 peut être pourvu d'un manomètre convenable 37, destiné à indiquer la pression de l'air.
Le brûleur pilote 29 comprend un seul bec de brûleur
38 et est pourvu d'un tuyau d'apport d'air 39, relié par filet et rigidement raccordé au brûleur pilote qu'il supporte. Le brûleur comprend aussi un raccord 40, relié à une conduite d'ap- port de mazout 41. La conduite d'apport de mazout-de brûleur pilote 41 est reliée par un réducteur 42 à un raccord 43,décrit plus complètement ci-après.
Le raccord 43 est relié à une sou-.- pape de retenue à bille 44 qui est reliée à son tour à un tron- çon de tuyau 5, monté par filet dans la plaque de montage 26 qu'il traverse, et comprenant de préférence, à l'extérieur de / la chambre de combustion, un raccord @6,agencé pour être relié à une source convenable d'apport de mazout, comme il est exposé plus complètement ci-après.
L'air sous pression, destiné à ato- miser le mazout du brûleur pilote 38, est amené, selon la pré- sente invention, au tuyau d'apport d'air de brûleur pilote 39 par une conduite d'apport d'air 48, reliée au tuyau 39 par un réducteur 49 et reliée par un raccord 50 à la chambre à air du brûleur principal 28, en amont du point où l'air et le mazout
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sont mélangés, ainsi qu'il va être à présent décrit.
Le brûleur pilote 29 est supporté au moyen d'une appli- que de montage comprenant une partie terminale 52 qui saisit le tuyau d'apport d'air 32 du brûleur principal 28 et est gardée en position par un moyen tel que la vis de fixation représentée en 53. Inappliqué de montage de brûleur pilote saillit depuis le tuyau d'apport d'air 32 et comprend une partie terminale opposée 54 qui reçoit le tuyau d'apport d'air de brûleur pilote 39 qui peut être 'gardé en position dans l'applique par un moyen tel qu'une vis de fixation, représentée en 55.De cette manière, le brûleur pilote est supporté en bloc avec. le brûleur principal et peut être positionné de manière réglable par rap- port au brûleur principal.
La structure de brûleur représentée comprend un moyen d'allumage électrique destiné au brûleur pilote et composé d'une paire d'électrodes 56 dont chacune comprend une partie externe isolante et un élément à étincelles électriquement conducteur 57, qui traverse la première. Les électrodes sont montées sur l'applique de montage de brûleur pilote dans des parties de blocage fendues 59, agencées pour être bloquées autour de la partie isolante des électrodes au moyen de vis de blocage 60.
Chacun des éléments à étincelles électriquement conducteurs 5'7 comprend un raccord en forme de crochet 61, agencé pour être relié à un conducteur en boudin 62. Les conducteurs en boudin 62 sont respectivement reliés à des extrémités de raccord en forme de crochet 63 de barres conductrices 64 dont chacune est encastrée dans un manchon isolant 65. Les manchons isolants 65 sont convenablement fixés dans la plaque de montage 26 et la traversent;, et les barres 64 présentent des' bornes apparentes a l'xxxxxxxxxxxxxxxx extérieur de la chambre de combustion, pour raccor- der les éléments à étincelles à une source d'énergie convenable.
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En desserrant les boulons de blocage 60, la position des électrodes 56 peut être réglée pour positionner convenablement les éléments à étincelles 57 par rapport au bec. de brûleur pilo- te 58. et les conducteurs en boudin 62 permettent ce réglage, tout en maintenant le circuit.
Le brûleur principal 28 et le brûleur pilote 29 sont en outre supportés, dans des positions convenables, dans la chambre de combustion, par des barres de support saillissant radialement 68, montés par filet dans la partie terminale 52 de l'applique de montage de brûleur pilote et susceptiblesde venir en prise avec la paroi intérieure de l'enveloppe tubulai- re du brûleur 18.
Il faut observer que le brûleur de la construction dé- crite ci-avant réunit en une seule structure un brûleur princi- pal et un brûleur pilote y destiné, les deux brûleurs étant por- tés par la plaque de montage 26 et pouvant donc être aisément ôtés de la chambre de combustion, simplement en démontant la plaque 26. Dans les constructions antérieures, le braleur pilote était ordinairement monté dans certaines parties de la chaudière ou du foyer proprement dit, telles que le réfractaire 13 du tube à flamme 12, de sorte que le brûleur pilote n'était pas aisément accessible pour entretien et réparation, mais exigeait l'ouver- frontale ture de la tête/de la chaudière, par exemple par l'enlèvement des plaques 14 et 16, constituant la porte de la construction décrite.
L'agencement révélé pourvoit au montage du brûleur principal et du brûleur pilote de manière 'que les deux brûleurs soient aisément accessibles, pour procurer des économies substan- tielles de temps et de main-d'oeuvre pour l'entretien et la réparation de la chaudière.
Il est maintenant fait particulièrement référence à la figure 4; la structure intégrée de montage de brûleurs décrite peut être utilisée dans un système comprenant une pompe d'apport de mazout 70 dont l'entrée est reliée par une conduite 71 à un
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réservoir de combustible convenable, dont une partie est repré- sentée par Inappliqué 72 sur laquelle est montée la conduite 71.
La sertie de la pompe d'apport de mazout 70 est reliée à une conduite 73 comportant un filtre à mazout 74 et menant à une vanne régulatrice à mazout 76. Lorsqu'il n'y a pas d'appel 'de combustible au brûleur, le mazout est renvoyé au réservoir par une conduite 77 reliée à la vanne régulatrice 76 et à l'applique de réservoir 72.
La conduite 77 comprend une soupape à contre-pression 78 agencée pour- régler la pression du mazout à la vanne 76 et cette pression peut être lue sur un manomètre 79 branché sur la conduit e 73
Le mazout passe de la vanne régulatrice 76 au brûleur principal 28 par une conduite 80, un robinet 81 réglé par solé- noïde et une conduite 82, convenablement raccordée au raccord .33 (représenté figure 1) qui communique avec le brûleur prin- cipal 28.
L'air sous pression est amené au brûleur principal 28, pour atomiser le mazout, par un compresseur 83 qui prend l'air par un épurateur d'air 84, une vanne réglable à la main et une soupape de retenue 86. L'air est pompé du compresseur 83 vers un capteur d'huile 87 qui fonctionne en.réservoir à air et en séparateur d'huile de graissage. L'huile de graissage passe vers le compresseur 83 par une conduite 88 qui comprend un filtra à huile de graissage 89. L'air atomisant passe du aéparateur 87 par une conduite 90 au raccord 36 (figures 1 et 2) qui communique avecle tuyau d'apport d'air 32, menant au brûleur principal 28.
Selon la présente invention,le brûleur pilote 29 est' alimenté en mazout depuis la conduite d'apport de mazout de brû- leur principal 73 par une conduite 92 comportant un robinet 93 réglé par solénolde, convenablement relié au tronçon des tuyau
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45 (figure 1), qui est relié au raccord 43.lequel est relié au brûleur pilote 29. Pour obtenir les volumes et les pressiohs convenables de mazout au bec pilote, le débit de mazout vers le bec pilote est réglé par un orifice restreint 94, de grandeur prédéterminée, prévu dans le raccord 43, Cela constitue un moyen extrmement simple d'amener le mazout au brûleur pilote en quan- tités réglées et à des pressions réglées.
L'air est amené au brûleur pilote sous pression., pour atomiser le mazout au bec de brûleur pilote.3$ au moyen d'une conduite d'apport d!air 48, décrite ci-avant, qui vient de la chambre à air du brûleur principal 28. Pour obtenir des volumes et des pressions convenables d'air au bec pilote 38, le débit d'air vers le bec pilote est réglé au moyen de la conduie d'ap- port d'air 48. Plus spécifiquement, la conduite 48 offre une section de passage prédéterminée et a une longueur prédéterminée pour produire la perte de charge voulue au bec pilote.
Cela cons- tiue dn agencement extrêmement simple pour alimenter en air atomisant le brûleur pilote et pour régler le débit d'air, à des valeurs voulues, vers le bec,pour obtenir le mélange voulu de mazout et d'air atomisant pour une combustion ayant un bon rendement
En fonctionnement, le système représenté peut être réglé entièrement automatiquement, si on le désire, de sorte que, lorsque la chaudière fait appel pour une augmentation de la pro- duction de chaleur, la pompe à combustible 70 démarre immédia- tement et le mazout circule dans la boucle comprenant les con- duites 71, la conduite 73, le filtre 74, la vanne régulatrice 76, la conduite 77 et la soupape à contre-pression 78,
La pres- sion voulue du mazout s'établit contre la soupape réglée par solénoïde 93 au moyen de la soupape de détente à contre-pression 78 et cette pression peut être lue sur le manomètre 79. Dans
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un système de l'espèce représentée, la pression susdite peut être d'environ 40 livres anglaises par pouce carré. un
70 Au moment où la chaudière fait/appel de chaleur et que la pompe/démarre, le compresseur 83 peut aussi démarrer et l'air est refoulé par le séparateur 07,'la conduite 90, le tuyau 32 et le brûleur principal 28. Dans le système représenté, la perte. de charge dans le bec de brûleur principal 30 peut être d'en- viron 16 livres anglaises par pouce carré, par exemple, et cette pression peut être lue sur le manomètre 37.
Au même mo- ment,, l'air est amené depuis'le;brûleur principal 28 au brûleur pilote 29 par la conduite d'apport d'air 48. L'allumage'et la combustion du mélange d'air et de mazout atomisé au brûleur pilote 29 est fort efficace dans un système de l'espèce décrite, lorsque la perte de charge dans le bec pilote 38 est par exemple d'environ 10 libres anglaises par pouce carré. Pour obtenir la perte de charge voulue au bec pilote 38, le débit d'air apporté au bec pilote est réglé par la conduie d'apport d'air 48, ainsi qu'il a été dit ci-avant.
Dans le système représenté, la conduire 48 est constituée par un tube d'un huitième de pouce (3,17 mm) de diamètre externe, ayant une épaisseur de paroi de 0,030 pouce (0,762 mm) et dont la longueur peut être réglée pour régler la perte de charge,
Lorsque la chaudière fait appel de chaleur et que la pompe 70 et le compresseur 83 démarrent, le régulateur (non re- @ présenté) peut ouvrir automatiquement la soupape réglée par so- lénolde 93 de la conduite d'apport de mazout de brûleur pilote.
L'air étant déjà amené au brûleur pilote 29, l'ouverture de la soupape 93 établit un apport de mazout au bec 38. Pour obtenir une combustion efficace au bec pilote 38, le débit de mazout vers ce bec est réglé par l'orifice 94, comme il a été dit
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ci-avant. Dans un système de 1''espèce décrite, la perte de char- ge du mazout au bec 38,doit être, de préférence et par exemple, de 10 livres anglaises par pouce carré. Dans le système représen- té,, l'orifice 94 a une taille prédéterminée, telle que, pour une perte de charge d'environ 30 livres anglaises par pouce carré, par exemple, dans l'orifice, un débit de mazout d'environ 2 gal- lons par heure soit obtenu au bec pilote.
Après que la soupape à solénoïde 93 a été ouverte, les dispositifs de réglage automa- tique peuvent fermer le circuit des éléments à étincelles 57 du brûleur pilote, pour allumer la flamme pilote. Lorsque la flamme pilote est allumée, les dispositifs de réglage peu ent agir pour ouvrir la soupape principale à mazout 81 réglée par solénolde, pour établir un débit d'huile au brûleur principal.
Lorsque la flamme du brûleur principal est allumée par la flamme pilote, la soupape à combustible pilote réglée par solénoïde 93 est fermée et la flamme pilote s'éteint. L'air provenant du brûleur principal continue à s'écouler par le bec pilote tant que la flamme principale brûle, et cela sert à garder froid et propre le bec pilote, de sorte que'il ne peut se boucher de carbone.
Lorsque la chaudière ne fait plus .appel de chaleur, la soupape 81 se ferme, et la pompe 70 et le compresseur 83 s'arrê- tent.
L'apport d'air atomisant au bec de brûleur pilote depuis a les conduites d'apport d'air de brûleur principal, rélisé en faisait usage d'un tube calibré à perte de charge, évite l'em- ploi de soupapes, de régulateurs et de raccords supplémentaires et donne ainsi lieu à des économies substantielles. L'apport de mazout au brûleur pilote depuis les conduites d'apport de brûleur principal supprime la nécessi/té d'utiliser un réservoir séparé à mazout, des pompes et des raccords supplémentaires et représente aussi des économies substantielles .
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Bien que la structure' de brûleur et le système de brûj- leur révélés aient été illustrés à propos d'une chaudière ignitu- bulaire, il doit être entendu que l'invention ne se limite nulle- ment aux chaudières ignitubulaires, mais est utile pour d'autres chaudières-et fours ; la chaudière ignitubulaire a été choisie simplement pour illustrer une manière d'utiliser ltinvention.
Les figures 5, 6 et 7 illustrent une variante de struc- ture de montage de brûleurs, .destinée à une chambre de combus- ti.on semblable à celle qui est représentée en 19, figure le
Comme le montre la figure 5, une chambre. de combustion 19a est formée en partie par une enveloppe tubulaire 18a ayant des ou- vertures d'entrée 18a', destinées à admettre 1'air: secondaire', et une bride de montage annulaire 26a.
La structure à brûleurs modifiée comprend un bec de brû- principal 100 et un bec de brûleur pilote 101, tous deux portés par une plaque de montage 103. La plaque de montage est agencée pour être fixée en position sur la bride de montage 26a, enfer- mant un bout de la chambre de combustion, par des vis ou des bou- lons (non représentés) logés dans des trous 104 prévus dans la plaque de montage et dans des ouvertures (non représentées) de la bride de montage 26a.
Dans la présente vaiante, le brûleur principal 100 et le brûleur pilote 101 sont amovibles en bloc avec la plaque de mon- tage, d'une manière semblable à celle qu'illustre la figure 1.
De même, la variante de la figure 5 pourvoit au retrait séparé du brûleur principal, qui laisse le brûleur pilote et la plaque de montage en position. A cet effet, un support destiné au brô- leur principal est prévu sous la forme d'une pièce tubulaire ri- gide 106 qui traverse la plaque de montage 103 et y est montée rigidement d'une manière convenable. Une partie terminale 107 du support tubulaire est positionnee de manière à saillir dans
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la chambre de combustion 19a lorsque la plaque 103 est montée, et la partie terminale opposée 108 du support tubulaire saillit depuis le côté opposé de la plaque de montage, à l'extérieur de la chambre de combustion.
Comme dans la variante de la figure 1, le bec de brû- leur principal 100 est alimenté en mazout sous pression par un tuyau d'apport 110, et est alimenté en air atomisant sous pres- sion au moyen d'un tuyau d'apport concentrique externe 111. Les tuyaux 110 et 111 sont rigidement fixés.entre eux en position concentrique espacée et les bouts voisins du bec de brûleur prin- cipal unique 100 supportent rigidement ce bec. Le tuyau externe d'apport d'air 111 et le bec de brûleur principal 100 ont un diamètre externe qui permet à ces pièces de coulisser dans l'or- gane tubulaire de support 106, et le tuyau 111 comprend un col- let fixe 112, agencé pour venir en prise, pour glissement, avec l'intérieur du support tubulaire 106.
Ainsi ,le bec de brûleur principal et ses tuyaux d'apport 110 et 111 sont positionnés de manière amovible dans le support tubulaire 106 et sont maintenus, de manière amovible, dans cette position par une vis de fixation située dans la partie terminale 108 du support tubulaire et apte à venir en prise avec le tuyau externe 111.
Des parties terminales des tuyau:: d'apport 110 et 111 saillissent à l'extérieur de la plaque de montage, au-delà de l'extrémité 108 du support tubulaire, comme le montre la figure 5. Le bout du tuyau interne d'apport de mazout 110 saillit lé- gèrement au-delà du bout du tuyau-d'apport d'air 111 et est pour- vu d'un raccord 115 agencé pour être relié à une source convena- ble de mazout sous pression, telle qu'un tuyau d'apport de ma- zout 62, représenté figure 4. Le bout du tuyau externe concentri- que d'apport d'air est pourvu d'un raccord 116, agencé pour être relié à me source convenable a'air sous pression, telle que la
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conduite d'apport d'air 90, représentée figure 4.
Si on le dési- re, le- raccord 116 peut être pourvu d'un moyen pour le raccorde- ment d'un manomètre convenable 117,
Pour supporter le bec de brûleur pilote 101, une appli- que de mont.age 119 est ajustée pour coulisser sur l'extérieur du support tubulaire 106, et peut être maintenue, de manière' réglable, en position, par des vis de fixation ,telles que cel- le qui est représentée en 120. L'applique de montage 11 Si compor. te deux parties descendantes formant oreilles 121 et 122 (fi- gure 6) qui sont fendues pour bloquer, de manière relâchable, des éléments d'allumage à étincelles convenables, qui peuvent êtremaintenus dans des positions réglées par des vis de blo- cage 123.
Les oreilles fendues 121. et, 122 comprennent des par- ties formant branches descendantes 124 et 125. qui sont toutes deux jointes à un collet annulaire 126 destiné à supporter le, bec. de brûleur 101. Le bec de brûleur pilote peut être gardé dans des positions réglées dans le collet 126 au moyen d'une vis de blocage 127.
D'une manière semblable à celle qu'illustre la figure 1, le mazout sous pression est amené au bec de brûleur pilote par un raccord 130 disposé sur le côté du bec, et par une con- duite 131. La conduite' d'apport de combustible de brûleur pilo- te 131 est reliée par un réducteur 132 à un raccord 133 qui peut comprendre¯un moyen formant orifice, semblable à celui qui @ est représenté en 43-et 84, figure 1.
Le raccord 133 est relié à son tour à une soupape de retenue à bille 134 qui comprend . une entrée traversant la plaque de montage, rigidement fixée dans cette dernière, et se terminant par un raccord 135, agencé pour être reliéà une source convenable de mazout sous pression, telle que la conduite d'apport '45, représentée figure 4.
Puisque le bec de brûleur principal 100, dans la varian- te de la figure 5, peut être séparément retiré sans le brûleur pilote, la conduire 'd'apport d'air pilote ne peut être reliée
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à la conduite d'apport de brûleur principal, comme figures 1 et 4. Au lieu. de cela, l'air sous pression est amené au bec de brûleur pilote 100 par un réducteur 137 qui est relié à une conduite d'entrée 138 qui traverse la plaque de montage, y est rigidement fixée, et se termine par un raccord 139, agencé pour être relié à une source convenable d'air sous pression. De pré- férence, le raccord 139 doit être relié à la conduite principale d'apport d'air 90 à l'extérieur de la chambre de¯ combustion, en un endroit proche du coude voisin du raccord 36, figure 4.
Comme dans la variante de la figure 1, la conduite d'apport de combustible et la conduite d'apport d'air au brû- leur pilote 101 sont construites pour recevoir le combustible et l'air sous pression des conduites d'apport du brûleur prin- cipal et pour les fournir au bec de brûleur pilote à des pres- sions et des débits réduits par rapport à ceux du brûleur prin- cipal, ou bien, au lieu d'être ainsi construites, elles compor- tent un dispositif exerçant ces fonctions de cette construction' Ainsi, les principes du fonctionnement décrit à propos des fi- gures 1 et 4 s'appliquent également à la variante de la figure 5.
L'applique 119 de la figure 5 est agencée, d'une maniè- re semblable à celle qui a été décrite à propos de la variante de la figure 1, pour supporter, de manière relâchable et ré- glable, les éléments électriques à étincelles 141 et 142, qui . sont convenablement enveloppés de manchons-isolants 143, sus- ceptibles de se loger dans des oreilles de blocage fendues 121 et 122. Chacun des éléments conducteurs à étincelles 141 et 142 se termine, au bout éloigné du bec, par une partie de raccorde- ment crochue 144.
Des organes de raccordement extensibles, en boudin, en forme de ressort, 145 sont branchés aux parties ter- minales 144 et à des conducteurs isolés 146 qui sont supportés par la plaque de montage 103, s'étendent à travers elle et se terminent par des pattes 147 disposées à l'extérieur et acces-
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sibles pour raccordement à une source d'éergie convenable.
, En plus de l'applique de montage 119, une applique de support 149 est montée pour coulisser sur le support tubulaire 106 et peut être maintenue là-dessus, de manière relâchable, dans des. positions réglées, au moyen de vis de fixation 150.
L'applique de support 149 a la forme d'une armature ayant trois branches radiales 151 équiangulairernent espacées autour de l'ap- plique. Les branches peuvent être pourvues, aux bouts, d'un moyen destiné à venir en prise avec la surface interne de l'en- veloppe tubulaire 18a, ou bien les bouts des branches peuvent venir directement en prise avec la pièce 18a.Comme le montrent les figures, les branches 151 sont utilisées pour supporter un élément diffuseur 152 qui est généralement en forme de cuvette et a une partie de paroi latérale cylidrique 153 et des parties de diffusion 154, pour diriger l'air secondaire vers le bec de brûleur principal 100.
le diffuseur est attaché aux branches 151 du fait que des segments courbes 155 de la paroi cylindrique 153 sont fen- dus, soit en 156, déformés vers l'intérieur, de manière à les amener à se départir de la forme ronde, et fixés aux branches 151 par des vis 157. La paroi latérale cylindrique 153 s'ajuste pour coulisser dans l'enveloppe tubulaire 18a.
Il est entendu que la structure de brûleurs représentée figures 5, 6 et 7 peut être branchée à un système tel que celui que représente la figure 4, si bien que les avantages attribués au système de la figure 4 sont aussi ceux de la structure des figures 5,6 et 7. La variante représentée par ces dernières figures permet le retrait séparé du brûleur principal, outre qu'elle constitue une structure intégrée de brûleur principal et de brûleur pilote, susceptible d'être retirée en bloc.
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The present invention relates to oil burners using fuel oil and atomizing air and, (particularly, to pilot burners intended therefor and also using fuel oil and atomizing air.
A general object of the invention is to provide an improved apparatus of the species described.
Mans relatively capacity oil burners
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Ignition of the main burner is commonly accomplished by first establishing, by means such as an electrical circuit, a gas pilot flame which flame in turn ignites the main oil flames. However, gaseous fuel is not always available and may even be prohibited in some areas by local regulations.
In these cases, other means must be provided to ignite the main oil flame.
Although the ignition of the main flame, carried out directly by means of an electric circuit, is satisfactory for small fuel flows, the heat produced by the circuit is small and localized and it may not be sufficient. - fisante to ignite the main flame when the combustion rate of fuel oil is relatively high, When the fuel oil rate is high, if the flame does not establish itself almost immediately. immediately with the establishment of the flow, a dangerous state of affairs arises because a relatively large amount of fuel oil can enter the combustion chamber within seconds, and in its highly atomized state this fuel oil can. cause an explosion if it ignites by the heat of the refractories., Thus,
direct ignition by an electric circuit is not always satisfactory.
Another ignition process is one that uses an oil pilot. In these arrangements, an electrical circuit ignites a small flow of atomized fuel oil from a separate nozzle, and which, in turn, ignites the main flame. The small flow is easily ignited by the electric circuit and if, for some reason, the ignition does not take place, the fuel oil only accumulates in small quantities, which do not present any danger, because the flow is low and that regulators can be provided -, To delay the establishment of the main flow of fuel oil until
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until the pilot flame is lit o
Fuel oil pilots of the species described commonly include a pressure atomizer nozzle ;;
that is to say a nozzle able to atomize the fuel oil at the pressure under which it is supplied to the nozzle These nozzles have ;, in the end ,, a small orifice, to limit the flow and are often blocked by the caroone formed by fuel oil imbricates in the nozzle when subjected to high temperatures by radiation from the main flame and refractories.
Further, a pressure atomizer nozzle requires a relatively high pressure (on the order of 100 English pounds per square inch) for satisfactory atomization, so that in furnaces using low pressure, fuel oil and oil. pressurized air to atomize the fuel oil in the main burner a surge pump must be provided to establish the proper fuel oil pressure in the pilot nozzle In such an installation the need to use an overload pump can be avoided by using a pilot that makes use of low pressure and pressurized air to atomize fuel oil
Given the above,
a more specific object of the invention is to provide an improved system for supplying fuel oil and atomizing air to a pilot burner nozzle, for igniting a main burner which also uses fuel oil and atomizing air.
Another option is to provide an improved system of the kind described in the preceding paragraph, where fuel oil can be supplied to the pilot burner from the oil lines supplying the main burner, and atomizing air. can be supplied to the pilot burner from the pipes supplying air to the main burner
In! the systems of the species described, the volumes and
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the oil and air pressures required for the pilot burner are significantly lower than those required for the main burner and must be adjusted to achieve proper combustion at the pilot burner.
Another object is therefore to provide an improved system of the species described comprising a means intended to regulate the air and fuel oil flows towards the nozzle of the pilot burner.
Fire-tube boilers ordinarily include a flame tube which functions as a combustion chamber in which a main burner burner is removably supported by means independent of the flame tube, and this mounting means may allow removal of the main burner from the flame tube. flame tube, for inspection, without having to open the boiler head. However, these boilers also include a pilot burner for the main burner, mounted in the refractories of the flame tube, so that it is required to open the boiler head to gain access to the pilot burner.
These arrangements result in considerable loss of time and manpower during inspection, maintenance and repair stops for the pilot burner.
In view of the above, one of the objects of the invention is also to provide an integrated structure of the main burner nozzle and of the pilot burner nozzle, easily accessible and removable as a whole for maintenance and repair.
Another object is to provide an improved burner structure, of the kind described in the previous paragraph, where the main burner can be separately removed leaving the pilot burner in position.
Other objects and advantages are apparent from the following detailed description, taken in conjunction with
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the accompanying drawings.
Figure 1 is; a fragmentary vertical longitudinal section showing a boiler employing an integrated main burner and pilot burner structure embodying the principles of the present invention.
Fig. 2 is a fragmentary elevation of the boiler and integrated burner structure, shown in Fig. 1, taken approximately. line 2-2 of the, figure 1.
Figure 3 is an elevation of the burner structure according to Figures 1 and 2 taken approximately on line 3-3 of the. figure 1,
Figure 4 is a diagram of a system embodying the principles of the present invention.
Figure 5 is a view similar to Figure 1, showing a modified integrated structure of main and pilot burners, where the main burner can be separately removed.
Figure 6 is an elevation taken approximately on line 6 ... 6 of Figure 5; Figure 7 is an elevation taken approximately on line 7-7 of Figure 5.
Although illustrative embodiments of the invention are shown by the drawings and are here described in detail, the invention is capable of being embodied in many different forms, and it is understood that the present disclosure should be taken as intended to give examples. embodiment of the principles of the invention and is not intended to limit the invention to the embodiment presented. The scope of the invention will be indicated in the appended claims.
Reference is now made to the drawings of which Figures 1, 2, and 3 show an integrated main and pilot burner mounting structure 10 embodying the principles.
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of the present invention and arranged for use in the combustion chamber of an ignitubular boiler. As shown in Figure 1, parts of the pre-burner are shown, comprising a boiler body 11 which is provided, as is customary, with a head plate (not shown) for supporting the ends of the tubes forming the multiple passages intended for the fumes circulating in the boiler and for supporting a flame tube having an end part 12 which projects beyond the head plate and to the end of the boiler body 11.
The end portion 12 of the flame tube has an inner ring 13 of refractory in the vicinity of the combustion zones in the flame tube. The end of the boiler body 11 is closed by a door which can be removably bolted to or hinged to the end of the body, to provide access to the interior of the boiler body.
As shown in the drawing, the door, intended to close the end of the boiler body, comprises a closing plate 14, internally lined with refractory 15 in the vicinity of the area of the flame tube 12, and a closing member in bowl 16, superimposed on the plate! 4,
The plate 14 has a circular opening 17, arranged to receive the end part of a tubular burner casing 18 which receives the burner and forms with the tear tube 12 a combustion chamber 19. An annular flange, s The outwardly extending tube 21 of the burner casing 18 abuts against the closure plate 14 all around the opening 17.
The cup-shaped closure member 16 has a circular opening 22, aligned with the opening 17 of the plate 14 and arranged to receive the end of a hollow cylindrical piece 23, projecting outwardly from the tor- gane. 16 and arranged to be fixed thereto by means such as bolts or screws (not shown) passing through a flange
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assembly 24 and member 16. The left end of the tubular Burner casing 18 (Figure 1) has an outwardly extending annular flange 26 (arranged to be secured) by means (not shown) to the cylindrical part 23. In service, the door member 16 can be removed from the position shown in the drawing, bringing with it the tubular burner casing 18,
after which the door member 14 can be removed to give access to the interior of the boiler body, all without the need to dismantle the burner structure 10 from the member 16.
The door members 14 and 16 serve to delimit a positive air chamber which can be supplied with secondary a by means not shown, to maintain combustion at the burners. The secondary air passes (from the positive air chamber into the burner casing 18 via inlet openings 18 ′ of the casing 18,
The integrated main burner and pilot burner structure 10 comprises a mounting plate 26, arranged to be fixed to the boiler door by means such as screws (not shown) passing through holes 27 (figure 3) and flange 2 and entering the hollow cylindrical protrusion 23.
The mounting plate 26 carries a main burner 28 and a pilot burner 29 by means which will be described; present.
Main burner 28 is a block structure formed by a group of three burner nozzles 30a, 30b and 30c (Figures 1 and 2). Oil is supplied to main burner 28 through pipe 31, and air atomizing is supplied to the main burner by a concentric external air supply pipe 32. The main burner 28 is supported by means of a connection. threaded with the air supply pipe 32.The air supply pipe
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fuel oil 31 is rigidly supported in the air port pipe
32 and the two pipes pass through the center of the mounting plate 26, the air supply pipe 32 being rigidly fixed to the plate 26 by means such as the press fit of the pipe in the central opening 33 of the plate.
Externally to the combustion chamber, the fuel oil supply pipe 31 is provided with a connector 35 arranged for connection to a suitable source of fuel oil. Likewise, outside the combustion chamber, the air supply pipe 32 is provided with a fitting 36, arranged to be connected to a suitable source of pressurized air. If desired, the fitting 36 can be provided with a suitable pressure gauge 37 for indicating the air pressure.
Pilot burner 29 has a single burner nozzle
38 and is provided with an air supply pipe 39, connected by a net and rigidly connected to the pilot burner that it supports. The burner also comprises a connector 40, connected to an oil supply pipe 41. The pilot burner oil supply pipe 41 is connected by a reducer 42 to a coupling 43, described more fully below. .
The fitting 43 is connected to a ball check valve 44 which in turn is connected to a section of pipe 5, threadably mounted in the mounting plate 26 through which it passes, and preferably comprising , outside / the combustion chamber, a connector @ 6, arranged to be connected to a suitable source of fuel oil, as it is explained more fully below.
The pressurized air, intended to atomize the fuel oil of the pilot burner 38, is supplied, according to the present invention, to the pilot burner air supply pipe 39 by an air supply pipe 48. , connected to pipe 39 by a reducer 49 and connected by a connector 50 to the air chamber of the main burner 28, upstream from the point where the air and the fuel oil
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are mixed, as will now be described.
The pilot burner 29 is supported by means of a mounting bracket comprising an end portion 52 which grips the air supply pipe 32 of the main burner 28 and is held in position by means such as the fixing screw. shown at 53. The pilot burner mount protrudes from the air supply pipe 32 and includes an opposing end portion 54 which receives the pilot burner air supply pipe 39 which can be held in position in. applies it by a means such as a fixing screw, shown at 55. In this way, the pilot burner is supported as a block with. main burner and can be adjusted in an adjustable manner relative to the main burner.
The burner structure shown comprises an electric ignition means for the pilot burner and composed of a pair of electrodes 56 each of which includes an insulating outer portion and an electrically conductive spark element 57, which passes through the first. The electrodes are mounted on the pilot burner mounting bracket in slotted locking portions 59, arranged to be locked around the insulating portion of the electrodes by means of locking screws 60.
Each of the electrically conductive spark elements 5'7 includes a hook-shaped connector 61, arranged to be connected to a coil conductor 62. The coil conductors 62 are respectively connected to hook-shaped connector ends 63 of bars. conductors 64 each of which is encased in an insulating sleeve 65. The insulating sleeves 65 are suitably fixed in the mounting plate 26 and pass through it ;, and the bars 64 have visible terminals at the outside xxxxxxxxxxxxxxxxx of the combustion chamber, to connect the spark elements to a suitable source of energy.
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By loosening the locking bolts 60, the position of the electrodes 56 can be adjusted to properly position the spark elements 57 relative to the nozzle. burner pilot 58. and the coil conductors 62 allow this adjustment, while maintaining the circuit.
The main burner 28 and the pilot burner 29 are further supported, in suitable positions, in the combustion chamber, by radially projecting support bars 68, threaded in the end portion 52 of the burner mounting bracket. pilot and capable of coming into engagement with the inner wall of the tubular casing of the burner 18.
It should be noted that the burner of the construction described above combines in a single structure a main burner and a pilot burner intended for it, the two burners being carried by the mounting plate 26 and can therefore be easily removed from the combustion chamber, simply by removing the plate 26. In previous constructions, the pilot burner was usually mounted in certain parts of the boiler or the hearth itself, such as the refractory 13 of the flame tube 12, so that the pilot burner was not easily accessible for maintenance and repair, but required the front opening of the head / boiler, for example by removing the plates 14 and 16, constituting the door of the construction described .
The disclosed arrangement provides for the mounting of the main burner and the pilot burner so that both burners are readily accessible, to provide substantial savings in time and labor for the maintenance and repair of the burner. boiler.
Particular reference is now made to FIG. 4; the integrated burner mounting structure described can be used in a system comprising an oil supply pump 70 whose inlet is connected by a pipe 71 to a
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suitable fuel tank, part of which is represented by Inappliqué 72 on which the pipe 71 is mounted.
The crimp of the fuel oil supply pump 70 is connected to a pipe 73 comprising an oil filter 74 and leading to an oil regulating valve 76. When there is no call for fuel to the burner, the fuel oil is returned to the tank via a line 77 connected to the regulating valve 76 and to the tank bracket 72.
Line 77 comprises a back-pressure valve 78 arranged to regulate the pressure of the fuel oil at valve 76 and this pressure can be read on a manometer 79 connected to line 73
The fuel oil passes from the regulating valve 76 to the main burner 28 through a line 80, a valve 81 adjusted by solenoid and a line 82, suitably connected to the connection .33 (shown in figure 1) which communicates with the main burner 28 .
Pressurized air is supplied to the main burner 28, to atomize the fuel oil, by a compressor 83 which takes air through an air cleaner 84, a manually adjustable valve and a check valve 86. The air is pumped from compressor 83 to an oil sensor 87 which functions as an air tank and a lubricating oil separator. The lubricating oil passes to the compressor 83 through a line 88 which includes a lubricating oil filter 89. The atomizing air passes from the separator 87 through a line 90 to the fitting 36 (Figures 1 and 2) which communicates with the pipe d. air supply 32, leading to the main burner 28.
In accordance with the present invention, the pilot burner 29 is supplied with fuel oil from the main burner fuel oil supply line 73 through a line 92 having a solenoid valve 93, suitably connected to the section of the pipes.
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45 (figure 1), which is connected to fitting 43, which is connected to the pilot burner 29. To obtain the correct volumes and pressures of fuel oil at the pilot nozzle, the flow of oil to the pilot nozzle is regulated by a restricted orifice 94 , of predetermined size, provided in the fitting 43, This constitutes an extremely simple means of supplying the fuel oil to the pilot burner in regulated quantities and at regulated pressures.
Air is supplied to the pilot burner under pressure., To atomize the fuel oil at the pilot burner nozzle. $ 3 by means of an air supply line 48, described above, which comes from the air chamber from the main burner 28. To obtain suitable volumes and pressures of air at the pilot nozzle 38, the air flow to the pilot nozzle is regulated by means of the air supply duct 48. More specifically, the pipe 48 offers a predetermined passage section and has a predetermined length to produce the desired pressure drop at the pilot nozzle.
This is an extremely simple arrangement for supplying atomizing air to the pilot burner and for adjusting the air flow, to desired values, to the nozzle, to obtain the desired mixture of fuel oil and atomizing air for efficient combustion. a good yield
In operation, the system shown can be adjusted fully automatically, if desired, so that when the boiler calls for increased heat output, the fuel pump 70 starts immediately and fuel oil is circulated. in the loop comprising the lines 71, the line 73, the filter 74, the regulating valve 76, the line 77 and the back pressure valve 78,
The desired fuel oil pressure builds up against the solenoid-controlled valve 93 by the back-pressure relief valve 78 and this pressure can be read on the pressure gauge 79. In
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a system of the species shown, the aforesaid pressure may be about 40 English pounds per square inch. a
70 When the boiler calls for heat and the pump / starts, the compressor 83 can also start and the air is discharged through the separator 07, the line 90, the pipe 32 and the main burner 28. In the system represented, the loss. of load in the main burner nozzle 30 may be about 16 pounds per square inch, for example, and this pressure can be read on pressure gauge 37.
At the same time, the air is brought from the main burner 28 to the pilot burner 29 through the air supply line 48. The ignition and combustion of the mixture of air and atomized fuel oil pilot burner 29 is very effective in a system of the kind described, when the pressure drop in pilot burner 38 is, for example, about 10 free ends per square inch. To obtain the desired pressure drop at the pilot nozzle 38, the flow of air supplied to the pilot nozzle is regulated by the air supply duct 48, as has been said above.
In the system shown, the conduit 48 is a tube one-eighth of an inch (3.17 mm) in outer diameter, having a wall thickness of 0.030 inch (0.762 mm) and the length of which can be adjusted to adjust. the pressure drop,
When the boiler calls for heat and the pump 70 and compressor 83 start, the regulator (not shown) can automatically open the solenoid-regulated valve 93 of the pilot burner oil supply line.
The air having already been supplied to the pilot burner 29, the opening of the valve 93 establishes a supply of fuel oil to the nozzle 38. To obtain efficient combustion at the pilot nozzle 38, the flow of fuel oil to this nozzle is regulated by the orifice 94, as it has been said
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above. In a system of the kind described, the fuel oil charge loss at nozzle 38 should preferably be and for example 10 English pounds per square inch. In the system shown, the orifice 94 has a predetermined size, such that for a pressure drop of about 30 pounds per square inch, for example, through the orifice, a fuel oil flow of about. 2 gallons per hour is obtained with the pilot nozzle.
After the solenoid valve 93 has been opened, the automatic adjusters may close the circuit of the pilot burner spark elements 57, to ignite the pilot flame. When the pilot flame is lit, the regulators can act to open the main oil valve 81 regulated by solenoid, to establish an oil flow to the main burner.
When the main burner flame is ignited by the pilot flame, the pilot fuel valve regulated by solenoid 93 is closed and the pilot flame is extinguished. Air from the main burner continues to flow through the pilot burner as long as the main flame is burning, and this serves to keep the pilot burner cool and clean, so that it cannot become clogged with carbon.
When the boiler stops calling for heat, valve 81 closes, and pump 70 and compressor 83 stop.
The supply of atomizing air to the pilot burner nozzle from the main burner air supply ducts, made using a calibrated pressure drop tube, avoids the use of valves, regulators and additional fittings, resulting in substantial savings. Supplying oil to the pilot burner from the main burner supply lines eliminates the need for a separate oil tank, additional pumps and fittings and also represents substantial savings.
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Although the disclosed burner structure and burner system has been illustrated in connection with an ignitubular boiler, it should be understood that the invention is by no means limited to ignitubular boilers, but is useful for. other boilers and furnaces; the fire-tube boiler has been chosen simply to illustrate one way of using the invention.
Figures 5, 6 and 7 illustrate an alternative burner mounting structure, for a combustion chamber similar to that shown at 19, FIG.
As shown in Figure 5, a chamber. combustion chamber 19a is formed in part by a tubular casing 18a having inlet openings 18a 'for admitting secondary air and an annular mounting flange 26a.
The modified burner structure includes a main burner nozzle 100 and a pilot burner nozzle 101, both carried by a mounting plate 103. The mounting plate is arranged to be secured in position to the mounting flange 26a, hell. - covering one end of the combustion chamber, by screws or bolts (not shown) housed in holes 104 provided in the mounting plate and in openings (not shown) of the mounting flange 26a.
In the present variant, the main burner 100 and the pilot burner 101 are removable as a unit with the mounting plate, in a manner similar to that illustrated in Figure 1.
Likewise, the variant of Figure 5 provides for the separate removal of the main burner, which leaves the pilot burner and mounting plate in position. For this purpose, a support for the main burner is provided in the form of a rigid tubular part 106 which passes through the mounting plate 103 and is rigidly mounted therein in a suitable manner. An end portion 107 of the tubular support is positioned to protrude into
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the combustion chamber 19a when the plate 103 is mounted, and the opposed end portion 108 of the tubular support projects from the opposite side of the mounting plate, outside the combustion chamber.
As in the variant of Figure 1, the main burner nozzle 100 is supplied with pressurized fuel oil by a supply pipe 110, and is supplied with atomizing air under pressure by means of a supply pipe. concentric outer 111. The pipes 110 and 111 are rigidly secured to each other in a spaced concentric position and the adjacent ends of the single main burner nozzle 100 rigidly support this nozzle. The external air supply pipe 111 and the main burner nozzle 100 have an external diameter which allows these parts to slide in the supporting tubular member 106, and the pipe 111 includes a fixed collar 112. , arranged to engage, for sliding, with the interior of the tubular support 106.
Thus, the main burner nozzle and its supply pipes 110 and 111 are positioned removably in the tubular support 106 and are held, removably, in this position by a fixing screw located in the end part 108 of the support. tubular and able to engage with the outer pipe 111.
End portions of the intake pipes 110 and 111 protrude outside the mounting plate, beyond the end 108 of the tubular support, as shown in Figure 5. The end of the inner pipe of fuel oil supply 110 protrudes slightly beyond the end of the air supply pipe 111 and is provided with a fitting 115 arranged to be connected to a suitable source of pressurized oil, such as a fuel supply pipe 62, shown in figure 4. The end of the concentric external air supply pipe is provided with a fitting 116, arranged to be connected to a suitable source of air under pressure, such as
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air supply line 90, shown in figure 4.
If desired, the fitting 116 may be provided with a means for the connection of a suitable pressure gauge 117,
To support the pilot burner nozzle 101, a mounting bracket 119 is adjusted to slide on the exterior of the tubular support 106, and can be adjustably held in position by set screws, such as that shown at 120. The mounting bracket 11 Si compor. There are two descending lugs 121 and 122 (Fig. 6) which are slotted to releasably lock suitable spark ignition elements, which can be held in set positions by locking screws 123.
The split ears 121. and 122 include drop leg portions 124 and 125, both of which are joined to an annular collar 126 for supporting the spout. burner nozzle 101. The pilot burner nozzle can be kept in set positions in the collar 126 by means of a set screw 127.
In a manner similar to that illustrated in Figure 1, the pressurized fuel oil is supplied to the pilot burner nozzle through a fitting 130 disposed on the side of the nozzle, and through a pipe 131. The supply line Pilot burner fuel 131 is connected by a reducer 132 to a fitting 133 which may include an orifice means, similar to that shown at 43 and 84, Figure 1.
The fitting 133 is in turn connected to a check ball valve 134 which includes. an inlet passing through the mounting plate, rigidly fixed therein, and terminating in a fitting 135, arranged to be connected to a suitable source of pressurized fuel oil, such as the supply line '45, shown in figure 4.
Since the main burner burner 100, in the variant of Figure 5, can be separately removed without the pilot burner, the pilot air supply line cannot be connected.
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to the main burner supply line, as Figures 1 and 4. Instead. from this, the pressurized air is supplied to the pilot burner nozzle 100 by a reducer 137 which is connected to an inlet pipe 138 which passes through the mounting plate, is rigidly fixed there, and terminates in a fitting 139, arranged to be connected to a suitable source of pressurized air. Preferably, fitting 139 should be connected to the main air supply line 90 outside the combustion chamber, at a location near the elbow adjacent to fitting 36, figure 4.
As in the variant of Figure 1, the fuel supply line and the air supply line to the pilot burner 101 are constructed to receive the fuel and pressurized air from the burner supply lines. main burner and to supply them to the pilot burner burner at reduced pressures and flow rates compared to those of the main burner, or, instead of being so constructed, they include a device exerting these functions of this construction Thus, the principles of the operation described in connection with figures 1 and 4 also apply to the variant of figure 5.
The wall lamp 119 of FIG. 5 is arranged, in a manner similar to that which has been described with regard to the variant of FIG. 1, to support, in a releasable and adjustable manner, the electric spark elements. 141 and 142, which. are suitably wrapped in insulating sleeves 143, capable of fitting into split locking lugs 121 and 122. Each of the spark conductor elements 141 and 142 terminates, at the end remote from the nozzle, in a connection part hooked 144.
Extendable, coil-shaped, spring-shaped connectors 145 are connected to the end portions 144 and to insulated conductors 146 which are supported by the mounting plate 103, extend therethrough, and terminate in legs 147 arranged on the outside and acces-
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sibles for connection to a suitable energy source.
In addition to the mounting bracket 119, a bracket bracket 149 is mounted to slide on the tubular bracket 106 and can be releasably held thereon in. adjusted positions, by means of fixing screws 150.
The support bracket 149 is in the form of a frame having three radial branches 151 equiangularly spaced around the bracket. The branches can be provided at the ends with a means for engaging the inner surface of the tubular casing 18a, or the ends of the branches can directly engage with the part 18a. In the figures, the legs 151 are used to support a diffuser member 152 which is generally cup-shaped and has a cylindrical side wall portion 153 and diffusing portions 154, to direct secondary air to the main burner nozzle 100 .
the diffuser is attached to the branches 151 because the curved segments 155 of the cylindrical wall 153 are split, either at 156, deformed inwards, so as to cause them to separate from the round shape, and attached to the branches 151 by screws 157. The cylindrical side wall 153 adjusts to slide in the tubular casing 18a.
It is understood that the burner structure shown in Figures 5, 6 and 7 can be connected to a system such as that shown in Figure 4, so that the advantages attributed to the system of Figure 4 are also those of the structure of Figures 5, 6 and 7. The variant represented by these latter figures allows the separate removal of the main burner, in addition to constituting an integrated structure of main burner and pilot burner, capable of being removed as a whole.