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La présente invention se rapporte à un perfectionnement aux brûleurs à combustible liquide, brûleurs dans lesquels le mélange de comburant et de combustible reçoit, immédiatement en aval du lieu de sa formation, un courant recyclé de produits prélevés à l'endroit où s'effectue la combustion naissante.
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Les brûleurs de cette nature sont capables d'assurer des combustions dont le taux est très élevé, pouvant atteindre par exemple 33.106 calories par m3. avec des combustibles liquides constitués par des distillats de produits pétroliers tels que du gas oil.
Ces brûleurs sont toutefois incapables d'assurer une marche correcte à l'aide de produits moins nobles que les distillats. En effet, les mélanges qui contiennent des résidus occasionnent la formation, dans le brûleur même,'de concrétions à base de coke qui obturent rapidement de façon irréversible tous les orifices d'échappement.
La présente invention permet précisément de remédier à un tel inconvénient, rendant possible.l'uti= lisation de combustibles chargés de résidus, avec des taux de combustion inférieurs à ceux qui sont obtenus dans l'uti- lisation des distillats, mais infiniment supérieurs à ceux des brûleurs connus.
Selon la présente invention, l'injection de combustible est effectuée de façon pneumatique et le brûleur est pourvu d'une chambre de distillation conique ou sensiblement conique, entourée par des canaux de retour des produits de la combustion naissante.
L'injection pneumatique permet, au contraire de l'injection mécanique réalisée jusqu'à maintenant, une meilleure répartition de l'air total de combustion et une préparation du combustible à la réaction.
Selon l'invention également, la chambre de distillation a un profil légèrement plus divergent que celui du jet de pulvérisation.
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La description qui va suivre, en regard du dessin annexé à titre d'exemple non limitatif, permettra de bien comprendre comment l'invention est mise en pratique.
La figure unique représente une coupe axiale schématique du brûleur perfectionné selon l'invention.
Le brûleur représenté comporte l'enveloppe 1 en forme de cloche fixée par une bride 2 sur la couronne 3 qui supporte'1 enveloppe 4 de la chambre de combustion proprement dite. Le fond de la cloche 1 laisse passer le tube 5 injecteur¯du dispositif de pulvérisation pneumatique, ce tube recevant le combustible par un raccord 6 et l'air de pulvérisation en provenance d'un compresseur, à la . pression convenable, par un raccord 7.
La cloche précitée contient l'enveloppe cylindrique 8 pourvue d'une bride 9, ladite enveloppe contenant un garnissage réfractaire 10. La bride 2, la bride 9situées sensiblement dans un même plan, sont appliquées par un joint 11 sur le support 3.
La partie amont du garnissage réfractaire 10, c'est-à-dire celle qui est tournée vers l'injecteur 5, reçoit un déflecteur demi-torique 12 à lèvre externe épaisse et à lèvre interne amincie, la fixation étant assurée, à l'aide d'épaulements de centrage, par tous moyens voulus. La lèvre interne amincie 13 entoure le nez 14 de l'injecteur 5 avec un jeu permettant le passage de l'air de combustion, ce dernier étant amené à la pression et à la température souhaitées à l'intérieur de la cloche 1 par un raccord latéral 15.
Le revêtement réfractaire 10 offre une paroi interne cylindrique sur laquelle est soutenu, par l'intermédiaire d'ailettes radiales 16 régulièrement
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réparties, le corps tronconique 17 d'une chambre de distillation dont la petite base fait face au nez 14 et dont la grande base s'ouvre vers la chambre de combustion
18, dont le diamètre est au moins égal à celui de la paroi interne du garnissage 10.
L'une des ailettes 16 présente une or eille
19 de clavetage de l'ensemble dans un évidement particulier axial, de la paroi du garnissage 10.
La chambre de distillation 17 et ses ailettes sont confectionnées à l'aide d'un corps réfrac- taire à très hautes caractéristiques thermiques. La petire base de cette chambre offre un diamètre plus grand que celui qui limite la lèvre amincie 13. Le diamètre de la grande base de la chambre de distillation est inférieur au diamètre de la chambre de combustion, le plan de cett grande base étant sensiblement contenu dans le plan de joint qui marque l'entrée de cette chambre de combustion 18.
Cette chambre de combustion s'ouvre à l'aval par un orifice 20 de forme et de section voulues,
La pulvérisation pneumatique permet d'assurer un mélange intime préalable de combustible et d'une partie du comburant avec un cône de pulvérisation homogène dans tout son volume et d'angle au sommet peu élevé, qualités qui ne se retrouvent pas avec un pulvéri- sateur mécanique.
Les ouvertures qui entourent la grande base de la chambre de distillation 17 puisent dans la chambre de combustion, dans une zone de combustion naissante, des produits actifs qui sont recyclés par 'induction à la périphérie de la lèvre 13, en amont de la
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chambre de distillation, avec l'air secondaire, ces produits aotifs procurant un chauffage poussé de la paroi 17*
La forme conférée à la paroi 17 lui évite d'être une surface d'impact pour les gouttelettes de la pulvérisation de sorte que la formation des concré- tions est entièrement évitée, cette forme suivant à distance seulement la surface latérale du cône de pulvé- risation.
Alors qu'avec un pulvérisateur pneuma- tique identique utilisé dans un brûleur ordinaire, le taux de combustion, avec des combustibles chargés de résidus est de l'ordre de 700.000 calories par m3 la combustion s'effectuant à une pression voisine de la pression atmos- phérique le même pulvérisateur associé au brûleur ci-dessus décrit permet d'atteindre un taux de combustion voisin de 20,106 calories par m3
Avec un même combustible chargé de résidus, dans le même brûleur, un pulvérisateur mécanique permettrait d'atteindre un taux de combustion de 30.106 calories par m3, sans pouvoir fonctionner plus de quelques minutes, car il serait immédiatement bouché par les formations de coke.
Il en serait de même avec un pulvéri- sateur mécanique si le taux de combustion était maintenu seulement à 20.10 calories par m3
Il va de soi que, sans sortir du cadre de la présente invention, on peut apporter des modifica- tions aux formes d'exécutions qui viennent d'être décrites et, en particulier, le profil de la paroi intérieure de la chambre de distillation pourra être autre qu'un profil aimplement conique
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The present invention relates to an improvement in liquid fuel burners, burners in which the mixture of oxidizer and fuel receives, immediately downstream from the place of its formation, a recycled stream of products taken from the place where the combustion takes place. incipient combustion.
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Burners of this nature are capable of ensuring combustions at a very high rate, for example up to 33.106 calories per m3. with liquid fuels constituted by distillates of petroleum products such as gas oil.
However, these burners are unable to ensure correct operation using less noble products than the distillates. In fact, mixtures which contain residues cause the formation, in the burner itself, of coke-based concretions which rapidly and irreversibly block all the exhaust ports.
The present invention makes it possible precisely to overcome such a drawback, making it possible to use fuels loaded with residues, with combustion rates lower than those obtained in the use of distillates, but infinitely higher than those obtained by using distillates. those of known burners.
According to the present invention, the fuel injection is carried out pneumatically and the burner is provided with a conical or substantially conical distillation chamber, surrounded by return channels for the products of incipient combustion.
The pneumatic injection allows, unlike the mechanical injection carried out until now, a better distribution of the total combustion air and preparation of the fuel for the reaction.
Also according to the invention, the distillation chamber has a slightly more divergent profile than that of the spray jet.
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The description which follows, with reference to the accompanying drawing by way of non-limiting example, will make it possible to clearly understand how the invention is put into practice.
The single figure shows a schematic axial section of the improved burner according to the invention.
The burner shown comprises the casing 1 in the form of a bell fixed by a flange 2 on the crown 3 which supports the casing 4 of the combustion chamber proper. The bottom of the bell 1 allows the injector tube 5 to pass through the pneumatic spraying device, this tube receiving the fuel via a connector 6 and the atomizing air coming from a compressor, to. correct pressure, through a connection 7.
The aforementioned bell contains the cylindrical casing 8 provided with a flange 9, said casing containing a refractory lining 10. The flange 2, the flange 9 located substantially in the same plane, are applied by a seal 11 to the support 3.
The upstream part of the refractory lining 10, that is to say that which faces the injector 5, receives a half-toric deflector 12 with a thick outer lip and a thinned inner lip, the attachment being ensured, to the using centering shoulders, by any means desired. The thinned internal lip 13 surrounds the nose 14 of the injector 5 with a clearance allowing the passage of the combustion air, the latter being brought to the pressure and the temperature desired inside the bell 1 by a connection side 15.
The refractory lining 10 provides a cylindrical internal wall on which is supported, by means of radial fins 16 regularly
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distributed, the frustoconical body 17 of a distillation chamber whose small base faces the nose 14 and whose large base opens towards the combustion chamber
18, the diameter of which is at least equal to that of the internal wall of the lining 10.
One of the fins 16 has an ear
19 for keying the assembly in a particular axial recess of the wall of the lining 10.
The distillation chamber 17 and its fins are made using a refractory body with very high thermal characteristics. The small base of this chamber offers a larger diameter than that which limits the thinned lip 13. The diameter of the large base of the distillation chamber is less than the diameter of the combustion chamber, the plane of this large base being substantially contained. in the parting line which marks the entrance to this combustion chamber 18.
This combustion chamber opens downstream through an orifice 20 of desired shape and section,
The pneumatic spraying makes it possible to ensure an intimate preliminary mixture of fuel and part of the oxidizer with a spray cone which is homogeneous throughout its volume and with a low apex angle, qualities which are not found with a sprayer mechanical.
The openings which surround the large base of the distillation chamber 17 draw from the combustion chamber, in an incipient combustion zone, active products which are recycled by induction to the periphery of the lip 13, upstream of the
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distillation chamber, with secondary air, these aotifs products providing high heating of the wall 17 *
The shape imparted to the wall 17 prevents it from being an impact surface for the droplets of the spray so that the formation of concretions is entirely avoided, this shape following at a distance only the lateral surface of the spray cone. realization.
While with an identical pneumatic sprayer used in an ordinary burner, the combustion rate, with fuels loaded with residues is of the order of 700,000 calories per m3, the combustion taking place at a pressure close to atmospheric pressure. - spherical the same sprayer associated with the burner described above makes it possible to achieve a combustion rate close to 20.106 calories per m3
With the same fuel loaded with residues, in the same burner, a mechanical pulverizer would make it possible to achieve a combustion rate of 30,106 calories per m3, without being able to operate for more than a few minutes, because it would be immediately clogged by coke formations.
It would be the same with a mechanical sprayer if the combustion rate was kept only at 20.10 calories per m3.
It goes without saying that, without departing from the scope of the present invention, it is possible to make modifications to the embodiments which have just been described and, in particular, the profile of the inner wall of the distillation chamber may be be other than a nicely conical profile