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"Dispositif de réglage des flammes dans des brûleurs à huile. "
La présente invention se rapporte aux brûleurs à huile. Elle concerne particulièrement les brûleurs à huile destinés au chauffage. Encore plus particulièrement, elle vise les brûleurs à huile destinés au chauffage qui comportent une zone formant foyer dans laquelle l'huile est consumée. Enfin, elle concerne surtout un dispositif permettant d'améliorer la distribution de la flamme dans ces dispositifs, et un disposi- tif grâce auquel on favorise une combustion exempte de fumée
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et avec des débits faibles d'air en excès et grâce auquel le rendement du foyer peut être augmenté en conséquence.
La majorité des, dispositifs de combustion du type à foyer prévus dans des systèmes de chauffage utilisant de l'huile comme combustible et d'un usage domestique aussi bien qu'industriel sont du type à pulvérisation. Un dispositif de combustion de ce type comprend un pulvérisateur d'huile en- touré d'un tube ou manchon d'injection d'air pourvu intérieure- ment d'ailettes grâce auxquelles un mouvement tourbillonnant est communiqué à l'air de combustion en vue de son mélange turbulent avec l'huile sortant du pulvérisateur. Des dispositifs de combustion du type à pulvérisation peuvent être classés en- core dans la catégorie basse pression ou haute pression selon la pression de l'alimentation en huile.
Dans les unités à basse pression destinées au chauffage domestique, par exemple, l'huile est envoyée au pul- vérisateur sous des pressions comprises entre 0,14 et 1,05 kg/cm2. Une petite quantité d'air, peut être de 1 à 5 de celle qui est théoriquement nécessaire pour faire brûler le combustible, est mélangés avec l'huile, en avant du pulvérisa- teur ou dans celui-ci. Le principal rôle de cet air est de maintenir le courant d'huile brisé sous la forme de gouttelet- tes fines lorsqu'il sort du pulvérisateur, l'huile étant ensuite mélangée avec l'air provenant du conduit d'air pour former un mélange combustible. L'air fourni par le conduit d'air est à une pression ne dépassant que légèrement la pression atmosphé- rique.
Dans les unités à haute pression, l'huile est envoyée au pulvérisateur sous une pression d'environ 7 kg/cm2 et n'est pas mélangée avec de l'air en avant du pulvérisateur. Comme dans l'unité à basse pression, le conduit d'air fournit l'air nécessaire à la combustion sous pression positive très faible seulement. Dans les unités pour chauffage domestique, à basse
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pression et à haute pression, les débits de l'huile ne dépas- sent pas souvent 6,40 litres/heure.
Pour obtenir une combustion réellement exempte de fumées dans les systèmes de chauffage du type à foyer uti- lisant de l'huile comme combustible, il a été généralement nécessaire d'alimenter l'unité de brûleur à huile avec de l'air dont le débit dépasse considérablement celui qui est théoriquement nécessaire pour consommer complètement le com- bustible pour un débit d'admission donné de ce dernier. Plus l'excès d'air est important, plus le rendement du foyer est faible. En vue d'obtenir un rendement raisonnable du foyer, la plupart des brûleurs à huile fonctionnent en réalité sur la base d'un compromis, les débits d'air en excès étant maintenus assez faibles pour qu'il ne se produise pas un abais- sement extrême de la température dans la chambre de combustion, mais avec formation résultante d'au moins un peu de fumée.
En raison de l'existence de conditions de formation de fumées, il se produit un encrassement interne du foyer qui altère graduel- lement son rendement global dans n'importe quel cas en raison des dépôts de suie sur les surfaces de transmission de chaleur.
En considérant ce qui précède comme des carac- téristiques de fonctinnement, on a mis au point un programme de recherches pour déterminer avec précision pourquoi les brûleurs à huile forment de la fumée. Ces recherches ont révélé certains défauts de construction et d'utilisation communs en général à tous les brûleurs à huile du type à pulvérisation.
Au cours de ces étude , on a constaté que l'air provenant de la plupart des brûleurs à huile prend la forme d'un jet libre. Celui-ci constitue un entonnoir d'air mobile dont l'angle inclus est assez faible, habituellement de 18 degrés seulement. Le déplacement net de la totalité de l'air dans ce jet est essentiellement axial, malgré les
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ailettes ou autresdispositifs créant une turbulence qu'on place dans le conduit d'air pour communiquer des mouvements particuliers à l'air. Par suite de la décharge d'air sous la forme d'un jet libre hors du conduit de soufflage, il existe très souvent deux conditions importantes qui déterminent un fonctionnement avec fumée des brûleurs à huile du type à pulvérisation, à moins qu'un grand excès d'air ne soit envoyé à la zone de combustion.
La première de ces conditions est que la partie centrale du jet d'air sortant du conduit d'air doit se dépla- cer beaucoup trop vite pour que la combustion de l'huile soit entretenue dans ce jet et se propage dans celui-ci, même en supposant un mélange idéalement homogénisé d'air et de vapeurs d'huile en vue de la combustion. La vitesse de la partie cen- trale de l'air de combustion dépasse souvent 6 m/seconde et ce n'est qu'à la couche limite du jet que les vitesses dimi- nuent jusqu'à une valeur aussi basse que 2,4 m/seconde, qui est la vitesse maximum pratique pour obtenir une flamme régu- -Libre dans le système considéré.
En fait, le noyau à déplace- ment plus rapide du jet d'air de combustion principal sortant du conduit d'air d'un brûleur à huile typique expulse littéra- lement la flamme en travers de la majeure partie du jet d'air qui, bien entendu, contient au moins la plus grande partie de l'huile fournie par le pulvérisateur, pour ne laisser qu'une enveloppe de flamme entourant ce noyau, au lieu que le jet entier se transforme en un cylindre complet de flamme dans lequel le front de flamme s'étend transversalement à l'axe géométrique du jet d'air.
Non seulement ce fait peut être déterminé grâce à un examen visuel de la flamme par un regard pratiqué dans la paroi arrière d'une chambre de combustion, mais il ressort aussi d'une mesure des températures qui montrent que la température au centre du jet d'air d'un
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brûleur allumé est inférieure au point d'ébulition de l'huile de chauffage domestiques et qu'elle est parfois et en certains endroits aussi basse que 116 C. , tandis que la température mesurée près de la couche limite du jet d'air, mais à la même distance axiale du nez du pulvérisateur, est aussi élevée que 1204 C.
La seconde condition qui existe très souvent avec des brûleurs à huile typiques, par suite de l'émanation d'air hors de ceux-ci sous la forme d'un jet libre, réside dans le fait que leurs pulvérisateurs déchargent au moins une certaine quantité de combustible liquide à travers la couche limite de leur jet d'air ; dit, les formes du jet d'air et du jet d'huile ne concordent plus de sorte qu'une portion de l'huile fournie n'est pas mélangée de façon perma- nente avec l'air de combustion dans les limites du jet d'air principal.
Il résulte de ces conditions qu'une portion notable du combustible est amenée à brûler en dehors du jet d'air principal en particulier dans les foyers de la dimen- sion convenant pour le chauffage domestique dans lesquels la longueur de la chambre de combustion est assez limitée. Dans de tels foyers, et même en réalité dans certains.foyers d'une dimension convenant pour le chauffage industriel, le noyau non brûlé du jet formé par le mélange d'air principal et d'huile heurte la parroi arrière de la chambre de combustion et se trouve étalé vers l'extérieur dans de nombreuses directions.
Pendant qu'il circulait sous la forme d'une partie du courant principal provenant du brûleur, ce noyau non brûlé se trouvait dans un état extrêmement turbulent, mais lorsqu'il se trouve étalé vers l'extérieur à distance de la paroi arrière de la chambre de combustion, il perd rapidement sa turbulence.
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Cette diminution de la turbulence rend plus difficile la combustion du combustible dans le mélange, même s'il se trouve alors chauffé au point de se trouver complètement vaporisé. En conséquence, en vue de finir de brûler complè- tement ce combustible, le combustible parvenant à l'état non brûlé dans le jet d'air principal avant de rencontrer la paroi arrière, ce jet doit contenir un excès d'air considéra- ble parce qu'il faut qu'il entretienne la combustion dans une région de turbulence réduite dans laquelle les vitesses de diffusion des vapeurs d'hydrocarbures et d'oxygène sont basses.
La situation, en ce qui concerne l'huile com- bustible pulvérisée à travers la couche limite du jet d'air principal, est encore moins favorable. En brisant le jet d'air, ce combustible émerge dans une région avant de la chambre de combustion, située près du pulvérisateur, qui serait d'une chaleur adéquate pour vaporiser le combustible, mais qui, également, est dépourvue, ou tout au moins tend à être dépourvue, d'oxygène et dans laquelle la turbulence est médiocre. Pour que cette région reçoive de l'oxygène, il faut qu'il se produise un retour de l'air par tourillon et diffu- sion depuis la région arrière de la zone de combustion dans laquelle le noyau du jet d'air principal est finalement brûlé, et cette région tend aussi à ne pas recevoir assez d'air pour ses propres besoins, dans n'importe quel cas.
Une autre considération réside dans le fait que, bien qu'une quantité notable de l'air circulant le long du noyau du jet d'air principal provenant de l'unité de brû- leur à huile soit en excès de celle qui est théoriquement nécessaire pour brûler le combustible contenu dans ce noyau, la totalité de cet excès n'est pas disponible en fait pour
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brûler le combustible qui est pulvérisé vers l'extérieur à travers la couche limite du jet, dans la région avant de la chambre de combustion. Un bonne quantité de cet air en excès est entraînée à travers le four et sort par la cheminée en mê- me temps que les produits de la combustion sans avoir l'occa- sion de revenir en tourbillonnant ou par diffusion vers la région avant de la chambre de combustion.
En conséquence, en vue d'envoyer suffisamment d'air dans cette région en vue d'une combustion complète et d'une. turbulence relativement légère seulement, du combustible qui est pulvérisé compte tenu du fait que cette combustion demande elle-même un excès d'air considérable par rapport à la quantité théoriquement néces- saire pour faire brûler ce combustible, un très grand pourcen- tage global d'air en excès doit être fourni à la chambre de combustion à travers le conduit d'air de l'unité de brûleur d'huile. Si l'on ne procède pas ainsi, au moins une partie du combustible fourni à la chambre de combustion ne brûle pas complètement, mais se trouve au contraire polymérisée et forme de la fumée.
Par ailleurs, si la quantité d'air en excès fournie est suffisante pour empêcher cette polymérisation, c'est-à-dire pour assurer une combustion réellement sans fumée, il se rpoduit une réduction notable du rendement du f oyer.
Conformément à la présente invention, on a constaté que les effets des deux conditions décrites qui aboutissent à une combustion avec fumée peuvent être réduits à un degré très important et aussi de façon très peu coûteuse en plaçant dans le jet d'air un dispositif de réglage des flammes, ayant une structure appropriée. Un tel dispositif utilisé conformément à la présente invention, crée des ré- gions-de turbulence élevée mais de faible vitesse d'avance
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nette au sein du jet d'air, dans lequel la combustion doit être engendrée, ces régions constituant ultérieurement des points d'allumage pour faire brûler le combustible dans la totalité du jet d'air.
On comprendra mieux les caractéristiques et avantages de la présente invention à la lecture de la des- cription suivante qu'on a faite en se référant au dessin -annexé, sur lequel : - la fig. 1 représente en élévation-coupe un foyer de chauffage et montre une partie de la chambre de com- bustion et d'une unité de brûleur à huile à pulvérisation et à haute pression, pourvue d'un dispositif de réglage des flammes, comprenant une structure de grilles de contour sphérique, ce dispositif étant fixé à l'ouvreau du conduit d'air du brûleur; - la fig. 2 est une vue prise par 2-2 de la fig. 1, depuis l'intérieur de la chambre de combustion et en regardant vers l'extrémité de sortie du conduit d'air du brûleur à huile et elle représente en particulier un disposi- tif de réglage des flammes, ayant la structure d'une grille rectangulaire ;
- la fig. 3 est une vue prise de façon simi- laire à la fig. 2, mais représentant l'unité de brûleur à huile pourvue d'un dispositif de réglage des flammes se présentant sous la forme d'un fil métallique enroulé en spirale; - les fig. 4 et 5 sont des vues en élévation de profil et de face d'un dispositif de réglage des flammes fixé à l'buvreau d'un conduit d'air d'un brûleur, ce disposi- tif étant sous la forme d'une grille en métal déployé; - les fig. 6 et 7 sont des vues en élévation
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de profil et de face d'un dispositif de réglage des flammes, similaire à celui qui est représenté sur les fig. 4 et 5, ce dispositif étant pourvu de plusieurs antennes s'étendant axialement pour la réception de la chaleur;
- la fig. 8 est une vue en élévation de face d'un dispositif de réglage des flammes, similaire à celui qui est représenté sur la fig. 5, ce dispositif étant caractérisé par plusieurs lumières situées à l'intersection de ces élé- ments de grille pour empêcher l'accumulation de combustible liquide ; - la fig. 9 est une vue en élévation de face d'un dispositif de réglage des flammes, similaire à celui qui est représenté sur la fig. 5, ce dispositif étant carac- térisé par une région découpée située sensiblement dans la même position radiale, par rapport à son axe normal, que les électrodes d'allumage par rapport à l'axe du conduit d'air du brûleur; - la fig. 10 est une vue en élévation de face d'un dispositif de réglage des flammes, se présentant sous la forme d'une plaque perforée;
- la fig. 11 est une vue en élévation de face d'un dispositif de réglage des flammes, se présentant sous la forme d'une série de bagues concentriques ; - la fig. 12 est une vue en élévation de face d'un dispositif de réglage des flammes, sous la forme d'un moyeu à rayons, d'une étoile ou d'un ventilateur à pales multiples; - la fig. 13 est une vue en élévation de face d'un dispositif de réglage des flammes, sous la forme d'une maçonnerie ou d'une grille rectangulaire, dans lequel l'un des groupes d'éléments parallèles est de nature discontinue,
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ce dispositif étant caractérisé par une région découpée simi- laire d'une manière générale à celle du dispositif de la fig. 9 ;
- la fig. 14 est une vue en coupe partielle de la région située à l'intérieur de l'unité de brûleur à huile de la fig. 1 et voisine de l'extrémité de sortie du conduit d'air, et elle montre en particulier l'extrémité de sortie du pulvérisateur d'huile, un élément de protection contre la chaleur étant monté sur cet appareil et un dispositif de régla- ge des flammes de contour sphérique, étant fixé à cet élément de protection ; - la fig. 15 représente en élévation de profil avec coupe partielle, un dispositif de réglage des flammes, de contour sphérique, qui est fixé au nez d'un pulvérisateur ;
- la fig. 16 représente en élévation-coupe une structure de grille à contour sphérique constituant le dispositif de réglage des flammes, cette vue montrant la circulation d'un mélange combustible vers cette structure et la circulation des produits de combustion enflammés s'é- cartant de ladite structure, et montrant en particulier les régions de turbulence élevée, mais de vitesse avant réelle basse, en aval des éléments de grille; - la fig. 17 représente en élévation-coupe une structure de grille de contour sphérique constituant le dispositif de réglage des flammes, les éléments de cette structure étant individuellement en forme de V en section transversale ;
- la fige 18 est une vu.3 en élévation-coupe d'une structure de grille de contour sphérique constituant un dispositif de réglage de la longueur des flammes, les éléments de cette structure étant individuellement de section transversale circulaire;
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- la fig. 19 représente un graphique obtenu en portant les indices mcyens de fumée dans le gaz de com- bustion en fonction de l'excès d'air envoyé à un foyer de chauffage desservi par un brûleur à huile de la variété à pulvérisation, dans le cas où le brûleur comporte et ne comporte pas de dispositif de réglage des flammes conforme à l'invention.
On va maintenant examiner le dessin en dé- tail, spécialement les fig. 1 et 2 sur lesquelles l'espace qui constitue la chambre de combustion d'un foyer de chauf- fage est représenté en 30. Un ventilateur centrifuge 32 comprenant une enveloppe 34 et un élément de rotor 36 envoie de l'air dans la chambre de combustion par un conduit d'air 38. Dans ce dernier, et près de son extrémité adjacente à la chambre de combustion, se trouve un cône terminal ou ouvreau 40.
Cet ouvreau est fixé dans le conduit d'air par des vis de blocage ou d'autres éléments appropriés qui le mettent en place de façon définitive dans le conduit d'air, mais peu- vent encore être manipulés pour permettre d'enlever 1'ouvreau du conduit. Sur son côté qui est opposé à celui où se trouve la chambre de combustion, l'ouvreau 40 comporte une couronne d'ailettes de turbulence grâce auxquelles un mouvement tour- billonnaire peut être conféré au moins à une partie de l'air de combustion sortant du conduit d'air. Au lieu de prévoir un ouvreau amovible comme représenté, le conduit d'air 38 peut comporter une partie d'ouvreau soudée ou bien faisant partie intégrante du conduit.
Une pompe 42 en.,-voie de l'huile combustible sous pression. Cette pompe décharge à travers un tronçon de tuyau flexible ou de tube 44 et un tronçon de tube ou de conduit rigide 46 qui pénètre dans le carter du ventilateur
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et s'étend à travers celui-ci ainsi qu'à travers le conduit d'air, jusqu'à un pulvérisateur 48. Le tronçon de tube 46 est en fait supporté dans un manchon à croisillons 50 monté à l'intérieur du conduit d'air 38 et également dans un man- chon 52 ajusté sur la face extérieure du carter 34- du ventila- teur 32 et pourvu d'une vis moletée 54 ou d'un autre disposi- tif de blocage approprié grâce auquel les tronçons de tube 46 et, par suite, le pulvérisateur 48,
peuvent être définitivement mis en place longitudinalement par rapport à l'ouvreau 40.
Lorsque la vis 54 est desserrée on peut déplacer longitudina- lement le tronçonne tube 46 sur une petite distance dans les manchons 50 et 52 en raison de la nature flexible du tronçon de tube 44, sans modifier l'emplacement de la pompe à huile 42. Cette pompe peut être entraînée, comme le venti- lateur 32, par tout dispositif approprié tel qu'un moteur électrique. De plus, la pompe 42 peut être montée et entraînée d'un bloc avec le ventilateur.
La forme du jet d'air de combustion déchargé par l'orifice de sortie de l'ouvreau 40 est celle d'un cône divergent ou entonnoir dont la couche limite 56 est représen- tée en traits interrompus. Ce cône est sensiblement coaxial avec le conduit d'air et l'ajustage d'huile. Sous forme d'un jet libre, son angle au sommet est de 18 degré environ.
La forme du jet d'huile pulvérisée sortant du pulvérisateur 48 est représentée également par un cône divergent dont la couche limite 58 est indiquée en pointillés. Le cône d'huile pulvéri- sée diverge davantage que celui de l'air déchargé et s'il est suffisamment prolongé, il traverse le cône d'air et passe à l'extérieur de celui-ci à une certaine distance de l'extrémi- té de sortie de l'ouvreau d'air 40. Dans le conduit d'air 38 de la fig. 1, une portion d'une électrode d'allumage 60 est
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représentée à courte distance du pulvérisateur 48 et de la couche limite 58 du jet d'huile qui en sort. Cette électrode est l'une des deux électrodes dont est pourvue l'unité de brûleurs à huile, l'autre étant disposée directement derrière l'électrode 60 dans la représentation de la figure 1.
Elle est représentée partiellement sur la figure 2 où elle est désignée par 62 .
On comprendra que les cônes des jets d'air et d'huile déchargés, illustrés sur la fig. 1, représentent des trajactoires d'écoulement non modifiées, c'est-à-dire que le cône d'air est illustré sous la forme qu'il pourrait avoir en l'absence d'un jet d'huile et vice..versa. En outre, tels qu'ils sont représentés ils ne sont également pas mo- difiés par le dispositif de réglage des flammes conforme à l'invention et décrit plus loin. Quand les deux substances, l'air et l'huile, sont envoyées simultanément à une chambre de combustion 30 et particulièrement quand la combustion a lieu, il est évident et bien entendu voulu qu'il se produit une interaction notable des trajectoire d'écoulement de l'huile et de l'air sur une certaine distance en travers de la chambre de combustion 30, depuis le pulvérisateur 48 et l'ouvreau 40 .
A l'ouvreau 40 est fixé, au moyen de fils métalliques rigides ou de tirants 64, comme représenté sur les fig. 1 et 2, un dispositif de réglage des flammes, ' illustré à titre d'exemple en 66. Ce dispositif est constitué par une grille métallique dont les éléments individuels en fils métalliques s'étendent parallèlement ou perpendiculaire- ment les uns aux autres, la structure de grille entière ayant un contour sensiblement sphérique.
Dans un agencement désirable; le centre du dispositif 66 de réglage des flammes, de contour
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sphérique, se trouve au point de sortie de la pulvérisation d'huile du pulvérisateur 48, et ce dispositif s'étend sur un arc non seulement au-delà de la couche limite 58 du cône d'huile pulvérisée, mais aussi au moins un peu au-delà de la couche limite 56 du cône d'air. Du fait de cette géométrie, le dispositif de réglage des flammes a la même efficacité pour la totalité du combustible pulvérisé par le pulvérisa- teur 48 et la portion de ce dispositif qui s'étend au-delà de la couche limite du cône d'air agit à la manière d'une antenne thermique pour élever la température de la partie centrale du dispositif.
Lorsqu'un dispositif de réglage des flammes, tel que celui qui est représenté en 66, est en cours d'uti- lisation, c'est-à-dire quand il est disposé sur une unité de brûleur à huile qui est allumée, il reçoit de la chaleur par rayonnement des parois de la chambre de combustion et de la flamme de l'huile, et il est également chauffé par lFs gaz de combustion, par convection. Simultanément, le dispositif de réglage des flammes est refroidi par le jet d'air sortant, à une température voisine de la température ambiante, du conduit d'air ainsi que par le jet de com- bustible qui peut heurter ce dispositif et être vaporisé par celui-ci. Dans certains cas, la quantité de chaleur fournie au dispositif de réglage des flammes peut ne pas con- venir pour chauffer le dispositif entier, spécialement sa partie centrale, au-dessus du point d'ébullition du combus- tible.
Le combustible fluide heurtant cette partie relati- vement froide du dispositif peut ne pas être vaporisé, mais tomber simplement goutte à goutte vers le bas, depuis cette partie, en direction du fond de la chambre de combustion,
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sans brûler, en particulier pendant l'intervalle qui suit immédiatement le démarrage de l'unité de brûleur à huile.
Un moyen permettant non seulement de main- tenir la partie centrale du dispositif de réglage des flam- mes au-dessus du point d'ébullition du combustible quand l'unité de brûleur est en cours de fonctionnement, mais aussi de le porter très rapidement à une telle température quand on démarre à froid, consiste à placer le dispositif de manière qu'il s'étende radialement au-delà du cône d'air pulvérisé. La partie périphérique du dispositif, quand il est ainsi disposé, agit à la manière d'une antenne réceptrice pour l'énergie calorifique de rayonnement.
L'énergie ainsi accumulée circule radialement vers l'intérieur à travers les éléments de la grille ou une autre structure équivalente du dispositif de réglage des flammes, se dirige vers la partie centrale du.dispositif et élève la température de cette partie, température qui, sans cela, serait anormalement ré- duite par le jet d'air. Des expériences ont démontré qu'une augmentation de la température de cette partie centrale depuis environ 204 jusqu'à environ 538 0. peut être obte- nue avec un dispositif de réglage s'étendant de cette manière.
Toujours en ce qui concerne la description détaillée des fig. 1 et 2, et en supposant que le dispositif 66 de réglage des flammes est de contour parfaitement sphé- rique et est réellement centré sur le nez ou point de sortie du jet du pulvérisateur 48, deux considérations entrent en ligne de compte pour le rayon du contour. La première est que ce rayon doit être suffisamment petit pour que, lorsque l'unité de brûleur à huile est allumée, mais qu'aucune tension n'est envoyée aux électrodes d'allumage 60 et 62, le combusti-
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ble ne brûle pas à droite du dispositif 66 de réglage des , flammes, c'est-à-dire entre ce dispositif et le pulvérisa- teur 48.
La seconde considération est que le rayon du con- tour du dispositif de réglage des flammes doit être suffisam- ment grand pour qu'.il n'y ai pas grand risque, lorsque le brûleur fonctionne, que de l'huile liquide vienne heurter les éléments en fil métallique de la grille. Ceci ne signifie pas que le combustible projeté par le pulvérisateur 48 devra être en totalité entièrement vaporisé au moment où il atteint le dispositif 66 de réglage des flammes. Ceci signifie en réalité qu'au moment où le combustible pulvérisé par l'ajutage atteint le dispositif 66, il doit être vaporisé à un degré au moins suffisant pour qu'il existe une enveloppe ou gaine de vapeur autour de chaque particule individuelle du combustible subsistant sous la forme de gouttelettes liquides.
On ne doit pas penser que, pour une application avantageuse du dispositif de réglage des flammes conforme à la présente invention, le contour présenté par ce dispositif dans le trajet des jets d'air et d'huile provenant d'une unité de brûleur à huile doit être sphérique. Un contour sphérique est réellement désirable, mais il peut être plan, ou même légèrement convexe, tel qu'on le voit depuis le pulvérisateur d'huile.
Egalement, même si la grille d'un dispositif particulier de réglage des flammes a un contour sphérique, il peut ne pas être possible dans tous les cas de centrer ce contour sur le bec du pulvérisateur d'huile 48,
Dans n'importe quel cas donné, pour un rayon de courbure fixe de la grille du dispositif de réglage des flammes, l'ajutage 48 peut devoir être déplacé vers
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617669 l'avant ou vers l'arrière avec le tronçon de tube 46 après desserrage de la vis moletée 54, pour obtenir des conditions de combustion optima. Ce résultat sera spécialement analogue à celui qu'on obtiendrait si un bec de pulvérisateur don- nant une forme particulière de jet d'huile était remplacé par un bec donnant une forme de jet un peu différente.
Quand on a fini de régler la positionddu pulvérisateur, on peut, si on le désire, disposer son bec de façon au moins légèrement excentrée par rapport au dispositif de réglage des flammes. On peut tolérer une telle excentricité et, en réalité, un dispositif ayant même un contour convexe dont la convexité est orientée vers le pulvérisateur peut être utilisé comme on l'a mentionné, à condition que le pulvérisateur soit écarté du dispositif pour assurer les deux conditions décrites précédemment. Dans les brûleurs d'huile de la dimension utilisée pour le chauffage domes- tique, l'écartement entre ces parties est habituellement compris entre 25 et 76 mm.
On va considérer le cas d'un dispositif de réglage des flammes ayant la structure d'une grille dont les fils métalliques s'étendent parallèlement et perpendiculairement les uns aux autres, bien que ce ne soit pas la seule structure de dispositif de réglage des flammes qu'on puisse utiliser conformément à l'invention.
La distance entre les axes des fils parallèles est de préférence comprise entre 3,17 et 19 mm et est de préfé- Ajouté 1 mot rence encore égale à environ 12,7 mm. En supposant que Approuvé : les éléments individuels du dispositif de réglage des aient flammes la forme de fils métalliques ronds, $bien que ce ne soit pas la seule forme de fil métallique ou d'élément
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de grille qu'on puisse utiliser conformément à la présente invention, le diamètre du fil est de préférence compris entre 0,76 et 6,35 mm., et est de préférence encore égal à environ 3,17 mm.
Le matériau dont est fait le dispositif de réglage des flammes doit être capable de supporter des températures pouvant atteindre 1371 C. pendant une longue période de temps. Ce matériau peut être de l'Inconel corroyé qui contient environ 79,5 % de Ni, 13 % de Cr, 6,6 % de Fe et des traces de Mn, Si, C, et Ou. Toutefois, le choix du matériau utilisé pour construire un dispositif de réglage des flammes ne repose pas uniquement sur la considération d'une utilisation prolongée, à des tempéra- tures assez constamment élevées.
On doit également tenir compte d'un fonctionnement temporaire dans une gamme de températures qui augmentent, mais sont encore relativement basses, directement après qu'une unité de brûleur à huile a été mise en route après un arrêt d'une durée notable.
Pendant cette période de démarrage temporaire, quand les parois de la chambre de combustion sont relativement froides, des gouttelettes de combustible pulvérisé peuvent heurter le dispositif de réglage des flammes et si celui-ci est égale- ment très froid, elles se rassemblent sur ce dispositif d'où elles tombent, sous forme liquide, sur le fond de la chambre de combustion, où elles brûlent d'une façon riche en combustion fumigène.' Pour des chambres de combustion très grandes et médiocrement carerifugées, la période de démarrage pendant laquelle du combustible s'égoutte peut durer un temps notable en l'absence de précautions spéciales pour éliminer ou au moins réduire cet égouttement.
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L'une des précautions qu'on peut prendre à cet effet consiste à utiliser un ou plusieurs matériaux ayant une diffusivité thermique élevée, pour construire les dispositifs de réglage des flammes. La température d'un dispositif construit de cette manière s'élève rapidement lors du démarrage d'une unité de brûleur à huile à laquelle il est adjoint, et le temps pendant lequel, après le démarrage, il est assez froid pour que le combustible liquide se rassemble sur ce dispositif est d'une brieveté correspondante.
Pour définir ce concept plus clairement, aussi bien quantitativement que qualitativement, on a établi le tableau suivant :
TABLEAU I
EMI19.1
<tb> Matériau <SEP> Diffus! <SEP> vite <SEP> thermique <SEP> (dm2/h) <SEP> Applications
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Argent <SEP> 55,8 <SEP> Grandes <SEP> unités,
<tb>
<tb> médiocrement <SEP> ca-
<tb>
<tb> lorifugées.
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
Cuivre <SEP> 40,8 <SEP> "
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Oxyde <SEP> de <SEP> béryllium. <SEP> 26 <SEP> "
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Molybdène <SEP> 23,2 <SEP> "
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Nickel <SEP> 5,5 <SEP> Unités <SEP> moyennement
<tb>
<tb>
<tb> calorifugées
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Acier <SEP> doux <SEP> 2,8 <SEP> "
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Acier <SEP> inoxydable <SEP> 0,90-1,8 <SEP> "
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Alliages.nickel-chrome
<tb>
<tb> ("Inconel") <SEP> 0,90-1,8 <SEP> "
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Matières <SEP> céramiques
<tb>
<tb>
<tb> calorifuges <SEP> moins <SEP> de <SEP> 0,90 <SEP> Unités <SEP> parfaitement
<tb>
<tb> calorifugées
<tb>
et autres matières céramiques bonnes conductrices.
Pour des métaux revêtus, la diffusivité du produit composite est une fonction de la diffusivité individuelle du métal de support et son matériau de revê- tement, et de la masse ou épaisseur relatives de chacun d'eux.
Des exemples de métaux revêtus sont le cuivre chromé ou
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revêtu de céramique appliquée à la flamme, le nickel chromé et l'acier doux chromé.
Comme on le voit sur le tableau I, un matériau ayant une diffusivité thermique relativement élevée est nécessaire pour qu'on puisse utiliser des dispositifs de réglage des flammes avec des unités de brûleurs à huile associées à des foyers ou chambres de combustion de grandes dimensions et médiocrement calorifugés. Par ailleurs, avec des unités associées avec des foyers de petites dimen- sions et bien calorifugés, il est possible d'utiliser des dispositifs de réglage des flammes faits de matériaux tels que des matières céramiques ou des métaux revêtus de matière céramique ayant des diffusivités thermiques comprises dans les gammes moyennes ou basses. Pour des matériaux tels que le cuivre, un revêtement protecteur est nécessaire pour empêcher l'oxydation. Ce revêtement peut être par exemple en chrome.
L'oxyde de béryllium, par ailleurs, n'exige pas de.:.'revêtement protecteur car c'est un matériau du type céramique qui ne s'oxyde pas et ne subit pas de corrosion.
Du fait qu'il résiste à l'oxydation et à la corrosion, BeO peut donner de très bons résultats comme matériau pour construire un dispositif de réglage des flammes destiné à une unité de brûleur à huile, même dans un foyer assez grand et qui n'est pas parfaitement calorifugé.
Pour démontrer clairement qu'une diffusivité thermique élevée du matériau du dispositif de réglage des flammes a en réalité pour effet de réduire la longueur de la période ci-dessus décrite pendant laquelle le combustible heurte le dispositif et s'en égoutte, on donne sur le tableau ci-après les résultats d'expériences et d'observations faites avec un four médiocrement calorifugé.
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TABLEAU II
EMI21.1
<tb> Matériau <SEP> du <SEP> dispositif <SEP> Diffusivité <SEP> Temps <SEP> d'égouttement
<tb> de <SEP> réglage <SEP> de <SEP> la <SEP> lon- <SEP> thermique <SEP> du <SEP> combustible
<tb> gueur <SEP> de <SEP> la <SEP> flamme <SEP> dm2/heure <SEP> Minutes
<tb>
<tb> Cuivre <SEP> 40,8 <SEP> 0,4
<tb>
<tb> "Inconel" <SEP> 1,2 <SEP> 2,0
<tb>
Ces résultats montrent qu'en ce qui concerne le cuivre et l'Inconel, une réduction notable de la longueur de la période d'égouttement du combustible après la mise en route de l'unité de brûleur à huile est obtenue grâce à l'utilisation du matériau de diffusivité thermique supérieure pour construire le dispositif de réglage des flammes.
L'utilisation, dans un dispositif de réglage des flammes, d'un matériau ayant une diffusivité thermique élevée et d'une structure particulièrement calibrée pour constituer une zone appréciable formant antenne thermique qui s'étend au-delà du cône d'air de l'unité de brûleur à huilée avec laquelle le dispositif doit être utilisé représentent des moyens généraux complémentaires et non contradictoires. Ces deux utilisations tendent à l'obtention d'une élévation rapide de la température du dispositif de réglage, en particulier dans sa partie centrale, jusqu'à une valeur dépassant la température d'ébullition de l'huile combustible, lorsque l'unité de brûleur à huile est mise en route.
Un autre moyen permettant d'obtenir cette élévation rapide de la température ou un effet équivalent celui-ci consisterait à utiliser un fil de résistance noyé dans les éléments de grille du dispositif de réglage des flammes, enroulé autour de ces éléments ou constituant les dits éléments, les conducteurs de ce fil étant reliés à une source d'électricité par l'intermédiaire du commutateur de l'unité de brûleur à huile commandant le ventilateur d'air
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et la pompe d'huile combustible. Il serait désirable de prévoir un élément de retard pour retarder le démarrage au moins de la pompe à huile après l'ouverture du commu- tateur principal jusqu'à ce que le courant ait circulé assez longtemps dans le fil de résistance pour chauffer le dispositif de réglage à un degré considérable.
On pourrait également prévoir de préférence un interrupteur sensible à la chaleur qui s'ouvrirait pour arrêter le passage du courant vers le dispositif lorsque la température dans la chambre de combustion aurait atteint une certaine valeur prédéterminée. Cet interrupteur se fermerait lors de l'arrêt de l'unité de brûleur à huile et du refroidisse- ment de la chambre de combustion pour mettre le fil de résistance en état en vue de l'excitation lors d'une remise en route suivante de l'unité de brûleur à huile.
Encore un autre moyen permettant d'obtenir une élévation rapide de la température d'un dispositif de réglage des flammes ou un effet équivalent à celui-ci consisterait à prévoir, dans l'unité de brûleur à huile à laquelle le dispositif est associé, une action de flamme pilote appropriée. Cette action' serait telle qu'une flamme pilote serait créée avant le démarrage complet du brûleur, lors de l'ouverture de 1!interrupteur principal, la dis- position et la force de cette flamme étant telles qu'elle pourrait avoir un effet sur le dispositif de réglage des flammes et le chauffer à un degré appréciable.
On va maintenant étudier la fig. 3, sur laquelle une vue similaire à celle de la fig. 2 représente une variante de dispositif de réglage des flammes conforme à la présente invention. Sur la fig. 3, le dispositif de réglage désigné par 68'est en spirale et est supporté dans
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l'ouvreau 40 par des tirants 70. Bien entendu, la forme d'une spirale n'est pas la seule forme que puisse avoir le dispositif en dehors de la forme de grille rectangulaire représentée sur la fig. 2. Une autre forme serait celle d'une grille polaire. Encore une autre forme serait celle de particules discrètes enrobant des fils métalliques très fins essentiellement aux points de croisement des fils de la structure de grille de la fig. 2. Certaines autres configurations particulières de ce dispositif conforme à l'invention sont décrites plus loin.
On va maintenant examiner les fig. 4 et 5 sur lesquelles un dispositif 72 de réglage des flammes, qui présentera contour plan et a la forme d'une grille en métal déployé, est fixé à l'ouvreau 74 par plusieurs tirants rectilignes 76. L'ouvreau lui-même, qui est un peu différent par sa forme de l'ouvreau 40 représenté sur les fig. 1, 2 et 3, est monté extérieurement sur le conduit d'air 78 du brûleur et y est fixé par plusieurs vis 80. Des tirants 76 sont disposés de manière telle, par rapport au dispositif 72 et à l'ouvreau 74 que ce dernier puisse être monté sur le con- duit 78 de manière telle que tous les tirants soient in- clinés au moins légèrement vers le bas, depuis l'ouvreau et en direction du dispositif de réglage des flammes.
Ceci empêche le combustible liquide pulvérisé qui peut s'accumuler temporairement sur le dispositif de réglage de revenir, en circulant le long des tirants, vers l'ouvreau et vers le conduit d'air, et de s'écarter de la zone de combustion.
En outre, les tirants 76 sont disposés de manière telle par rapport au dispositif 72 et à l'ouvreau 74 que, lorsque l'ouvreau est monté sur le conduit d'air et que les tirants sont inclinés légèrement vers le bas depuis
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l'ouvreau,en direction du dispositif de réglage des flammes ,tous les éléments de grille individuels, du dispositif soient disposés de manière similaire et symétrique plus près de l'horizontale que de la verticale.Cette orientation de la structure de grille assure une descente moyenne minimum d'une gouttelette de combustible liquide,par unité de lon- gueur de son trajet le long d'un élémen-tlindividuel quicon- que de la grille .De cette manière,
les gouttelettes d'huile qui heurtent la grille peuvent y rester un temps plus long lors de la mise en route d'ununité de brûleur à huile qui était froide, et ces gouttelettes ont donc plus de chance de se vaporiser et de brûler de la manière dési- rée avant de tomber du dispositif de réglage des flammes dans le fond de la chambre da combustion.
Dans un mode de réalisation de l'appareil conforme à l'invention donné à titre d'exemple, un dispositif deréglage des flammes similaire dans son ensemble au dis- positif 72 des fig. 4 et 5 ,peut avoir approximativement les dimensions suivantes :
EMI24.1
<tb> Diamètre <SEP> hors-tout <SEP> 57,1 <SEP> mm
<tb>
<tb> Largeur <SEP> des <SEP> éléments <SEP> 2,54 <SEP> mm
<tb>
<tb> Epaisseur <SEP> des <SEP> éléments <SEP> 1,27 <SEP> mm
<tb>
<tb> Ecartement <SEP> des <SEP> éléments <SEP> 12,7 <SEP> mm
<tb>
<tb> En <SEP> examinant <SEP> maintenant <SEP> les <SEP> fig. <SEP> 6 <SEP> et <SEP> 7 <SEP> , <SEP> on
<tb>
voit qu'un dispositif 82 de réglage des flammes comprenant une/structure de grille 84 est fixé à un ouvreau 86 par plu- sieurs tirants 88 dont chacun est caractérisé parune portion dentelee.
L'ouvreau 86 est similaire à l'ouvreau 74 et il est monté sur un conduit d'air 90 similaire au conduit d'air 78 et auquel il est fixé par des vis.Les tirants 88 s'étendent sensiblement horizontalemendepuis le conduit d'air 86 jusqu'à la structure de grille 84.Toutefois,un début de retour du
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combustible liquide depuis le dispositif de réglage des flammes jusqu'à l'orifice d'air, le long des tirants, est empêché par les zones dentelées prévues dans les tirants et qui servent a à retenir le combustible. Des tirants aynt la structure représentée sur la fig. 6 peuvent être utilisés alternativement avec des tirants rectilignes, inclinés vers le bas, du genre représenté sur les fig.4 et 5, ainsi que sur d'autres figures.
Toutefois, le fait important dans chaque stucture est que le combustible dont l'écoulement est déterminé par la pesanteur ne doit pas pouvoir facilement revenir d'un dispositif de réglage de la longueur de la flamme vers ou dans l'unité de brûleur d'huile qu'il dessert.
La structure de grille 84 du dispositif 82 de réglage des flammes est de forme généralement similaire à la structure de grille 72 représentée sur les fig. 4 et 5 et son orientation est similaire. Toutefois, en plus de la structure de grille 84 , le dispositif de réglage des flammes 82 comprend plusieurs éléments de tiges 92 fixés à la structure de grille 84 de manière à s'étendre à partir de celle-ci à distance de l'arifice d'air 86 et sensible- ment parallèlement à l'axe. géométrique du jet d'huile et de l'air sortant du conduit d'air 90 et de l'ouvreau. Les éléments de tige 92 agissent à la manière d'une antenne réceptrice pour la chaleur de rayonnement émise par la flamme du brûleur d'huile.
La chaleur transmise par rayonnement à ces tiges circule le long de celle-ci jusqu'à la structure de grille 84 et aide à maintenir cette structure à une température élevée.
Il ressort de la description qui précède que des éléments de tiges 82 s'étendant axialement ou longitudi- nalement ont le même effet vis-à-vis de la structure de grille 84 que n' importe quelle portion de cette structure
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elle-même qui s'étend radialement au-delà de la couche limite d'un jet d'air sortant du conduit d'air 90 et déchargé par l'ouvreau 86 et le dispositif 82 de réglage des flammes,une telle portion constituant un récepteur de chaleur de rayon- nement qui est -avantageux pour la partie centrale de la structure de grille, comme on l'a déjà expliqué au sujet de la fig. I.
L'utilisation d'éléments de tiges s'étendant longitudinelement et l'utilisation d'une portion de structure de grille périphérique ou extérieure s'étendant radialement, dans le même dispositif de réglage des flammes, ne sont nullement incompatible.. Toutefois, quand on utilise des éléments longitudinaux tels que les tiges 92 ,il est possible de réduire au moins à un certain degré le diamètre ou étendue transversale hors-tout du dispositif de réglage des flammes, tout en obtenant l'envoi d'une quantité de chaleur appropriée vers la partie centrale du dispositif, qui est normalement relativement froide.
La possibilité d'utiliser des tiges 92 s'éten- dant longitudinalement au lieu d'une portion périphérique de structure de grille s'étendant exagériément loin dans le sens radial en vue de maintenir la température de la portion centrale d'un dispositif de réglage de la longueur des flammes à une température au moins un peu supérieure au point d'é- bullition de l'huile combustible est un fait pratique im- portant. Il en est ainsi parce qu'un dispositif de réglage de la longueur des flammes ne peut pas être prolongé indéfini- ment dans le sens radial, en tous cas pas assez pour constituer dans tous les cas une antenne recevant la chaleur de rayonnement suffisemment grande. Le diamètre du dispositif est limité environ au double du diamètre de l'orifice de sortie de l'ouvreau auquel le dispositif est associé.
Si le dispositif de réglage des flammes a un diamètre notablement supérieur à celui-ci,
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il existe un risque de surchauffe à son bord extérieur.
On va maintenant examiner la fig. 8 sur la- quelle on voit qu'un dispositif 94 de réglage des flammes, similaire au dispositif 72 , est fixé à un ouvreau 96 par par plusieurs tirants 98: L'ouvreau 96 est similaire à l'ouvreau 74 et les tirants 98 sont similaires aux tirants 76. Le dispositif de réglage 94 lui-même présente cette différence particulière, par rapport au dispositif 72.., qu'aux points de croisement ou de jonction de ses éléments de grille il présente plusieurs lumière traversantes 100.
Ces lumières servent à dissiper l'accumulation de combustible liquide qui a heurté les éléments de grille du dispositif 94 de réglage des flammes et a été arrêté par ces éléments , puis a commen- cé à s'écouler le long de ceux-ci pour s'accumuler sur une hauteur suffisante pour tomber goutte à goutte du dispositif en direction du fond de la chambre de combustion . Des obser- vations visuelles et des photographies ont montrés que, lorsqu'il se produit une accumulation de combustible liquide sur un dispositif de réglage des flammes, elle ne se produit que sur le côté aval, du dispositif, c'est à dire le côté opposé à celui qui est exposé au pulvérisateur d' huile de l'unité de brûleur à huile à laquelle le dispositif est associé.
Lorsqu'un filet d'huile combustible circule le long de n'importe quel élément de grille, il se trouve très rapidement obligé de circuler au-tour ou en travers de l'une des lumières 100 en vue de continuer à se déplacer. Des jets d'air sortent bien entendu de ces lumières au cours d'un fonctionnement normal du brûleur à huile, et ces jets ont pour effet important d'expulser le combustible liquide qui tente de circuler le long des éléments de grille ; autrement dit, le combustible circulant le long des éléments de grille pendant la période de mise en route
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du brûleur par exemple ne peut pas passer en totalité au - delà des lumières 100 se trouvant sur son chemin et s'accu- muler sur une grande épaisseur au fond du dispositif de réglage des flammes et tomber hors de celui-ci.
Le com- bustible qui est expulsé du dispositif 94 par les jets d'air émanant des lumières 100 est déchargé en direction de la zone de combustion régulière d'un foyer où il est brûlé utilement.
En examinant ensuite la fig. 9, on voit qu'un dispositif 102 de réglage des flammes, constitué par une struc- ture de grille sensiblement similaire au dispositif 72 ,est fixé à l'ouvreau 104 par plusieurs tirants 106 .L'ouvreau 104 est similaire à l'ouvreau 72 et les tirants 106 sont similai- res aux tirants 76 . La différence particulière entre - les dispositifs 102 et 72 de réglage des flammes réside dans le fait que le dispositif 102 présente une région découpée 108 située généralement à une distance radiale, par rapport à son axe normal, qui correspond à la distance séparant l'axe géométrique du conduit d'air du brûleur ( conduit sur lequel est prévu l'ouvreau 104 ) et les électrodes d'allumage 110 et 112 montées dans le conduit .
L'ouvreau 104 est ori- enté, par rapport au conduit d'air sur lequel il est monté, de façon telle que la région découpée 108 du dispositif 104 de réglage des flammes soit,d'une manière générale, en aligne- ment longitudinal avec les électrodes 110 et 112 .
Le rôle de la région découpée 108 est d'éliminer un problème possible de formation de coke sur le dispositif de réglage des flammes en raison du fonctionnement du système d'allumage du brûleur à huile Ce système peut fonctionner continuellement, tandis que l'unité de brûleur à huile fonctionne,, ou bien il! peut ne fonctionner que pendant une courte période de temps,par exemple environ 1,5 minu-
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te, après la mise en route de l'unité.
Qand une partie de la structure d'un dispositif régulateur de la longueur des flammes est disposée directement en aval par rapport aux électrodes d'allumage, une difficulté réside dans le fait que 1'étincelle jaillit entre les deux électrodes a pour effet de polymériser une partie de l'huile contenue dans le jet émanant du pulvérisateur, cette matière polymérisée tendant à s'agglomérer soue la forme de coke sur la partie susmentionnée du dispositif régulateur de la longueur des flammes. Le taux de cokéfaction peut être tel, pour une opération aussi bien continue qu'intermittente du système d'allumage, que la géométrie effective du dis- positif de réglage des flammes se trouve modifiée au point d'altérer notablement le fonctionnement de l'unité de brûleur à huile.
En disposant d'un dispositif de ré- glage des flammes caractérisé par une région découpée suffisamment grande et convenablement orientée telle que la région 108, on ménage un orifice d'échappement à travers lequel le combustible ou le mélange combustible/air formant coke peuvent circuler vers l'aval des électrodes sans heurt notable d'une portion quelconque de la structure du dis- positif de réglage des flammes.
On va maintenant examiner les fig. 10, II et 12 sur lesquelles on voit que des dispositifs de réglage des flammes, sous la forme d'une plaque perforée 114, d'une série de couronnes concentrique 116 et d'un noyau à rais, d'une étoile ou d'un ventilateur à pales multiples, sont fixés respectivement à des ouvreaux 120, 122 et 124 par plusieurs tirants désignés respectivement par 126, 128, et 130. Les ouvreaux 120, 122, et 124 sont similaires à l'ouvreau 74 et les tirants 126, 128 et 130 sont simi- laires aux tirants 76.
Les dispositifs II4, 116 et 118
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de réglage de flammes sont en eux-mêmes représentatifs des structures de grille, qui, bien qu'elles ne constituent pas nécessairement des modes de réalisation préférées de la présente invention, entrent néamoins dans le cadre de l'invention.
Sur la fig. 13, on a représenté un dispositif
132 de réglage des flammes qui est sous la forme d'une maçon- nerie ou d'une grille rectangulaire, un groupe d'éléments paral- lèles de nature discontinue état fixé à l'ouvreau 134 par plusieurs tirants 136.: L'ouvreau 134 est similaire à l'ouvreau 74 et les tirants 136 sont similaires aux ti- rants 76. Le dispositif 132 lui même est caractérisé par une zone découpée 138 qui correspond par son emplace- ment et son rôle à la zone découpée 108 du dispositif 102 de réglage des flammes représenté sur la fig. 9.
Cet em- placement et ce rôle sont bien entendu des considérations d'une nature générale qui ont une importance dans la conception des dispositifs de réglage des flammes par ailleurs con- formes à l'invention ; autrement dit, ces considérations ne s'ap- pliquent pas que dans le cas des dispositifs des fig. 9 et 13.
Du fait de l'orientation de l'ouvreau 134 par rapport au conduit d'air du brûleur sur lequel il est montée les éléments parallèles continus de la structure de grille du dispositif de réglage des flammes s'étendent horizontale- ment tandis que ses éléments discontinus s'étendent vertica- lement. De cette manière, le combustible liquide qui a heurté la grille et y est retenu trouve difficilement un chemin pour circuler vers le bas avant de s'égoutter de la grille.
Le temps de séjour du combustible liquide sur le dispositif de réglage des flammes se trouve ainsi augmenté, ce qui donne au combustible plus de chances de se vaporiser et de
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brûlede la manière normale et désirée. Dans un mode de réalisation de l'invention donné à titre d'exemple, un dispo- sitif de régage des flammes, sensiblement similaire au dis- positif 132 de la fig. 13 , pourrait avoir les dimensions approximative suivantes :
EMI31.1
<tb> Largeur <SEP> des <SEP> éléments <SEP> 2,54 <SEP> mm
<tb>
<tb> Epaisseur <SEP> des <SEP> éléments <SEP> 1,27 <SEP> mm
<tb>
<tb> Ecartement <SEP> des <SEP> éléments
<tb> continus <SEP> 6,35 <SEP> mm
<tb>
<tb> Ecartement <SEP> des <SEP> éléments
<tb> discontinus <SEP> 12,7 <SEP> mm
<tb>
En examinant maintenant la fig. 14, on voit qu'on a repré- senté une variante de la présente invention dans laquelle un dispositif 140 de réglage des flammes, sous la forme d'une grille rectangulaire telle que celle qui est repré- sentée sur les fig.
I et 2,- est fixée par plusieurs tirants 142 à un écran 144 protégeant le pulvérisateur de la cha- leur qui est lui-même monté sur le pulvérisateur 48 à l'aide de plusieurs vis de réglage 146 et des écrous de réglage 148, L'écran 144 de protection contre la chaleur est caractérisé par la présence d'une région terminale 150 s'évasant vers l'extérieur et située à l'extrémité de l'écran qui est si- tuée en amont par rapport à l'huile circulant dans le pulvéri- sateur 48, d'un orifice de vidange 152 permettant de le débarrasser de toute accumulation possible de combustible liquide et plusieurs ondulations 154 prévues à son extré- mité aval et qui permettent de placer l'élément de protection na longitudi lement sur le pulvérisateur et de l'aligner radiale- ment par rapport au nez 156 du pulvérisateur de cet appareil.
L'écran 144 de protection,contre la chaleur est encore caractérisé par lé fait que son diamètre interne ou diamètre de son alésage est supérieur au diamètre' externe
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du pulvérisateur d'huile 48 à un degré suffisant pour qu'il existe un passage annulaire continu de largeur radiale notable entre l'élément de protection et le pulvérisateur.
Ce passage assure la circulation de l'air au voisinage étroit du pulvérusateur et autour de celui-ci, en particulier autour de son nez 156, pendant le fonctionnement normal de l'unité de brûleur à'huile . Une certaine quantité d'air circulant le long du conduit d'air du brûleur se trouve amenée autour du pulvérisateur par la région terminale évasée 150 de l'élément de protection 144- , et cet air circule ensuite dans l'élément de protection pour passer le long du nez 156 et sortir ensuite en passant entre les ondulations 154 ména- gées dans l'élément de protection.
Cette circulation d'air exerce un effet notable pour maintenir froide le nez de pulvé- risateur, effet qui s'ajoute bien entendu à l'action primaire exercée par l'élément de protection 144 qui protège le nez 156 d'un chauffage par rayonnement anormal à partir de la chambre de combustion. Un chauffage excessif du nez du pulvé- risateur peut déterminer la formation de coke et de matériaux vernissants dans ses fentes de tourbillonnement,avec pour résul- tat une rupture de la forme normale du jet d'huile et, éventu- ellement un blocage total de l'arrivée du jet d'huile.
Le diamètre externe du dispositif I40 de ré- glage de la longueur des flammes tel que représenté est infé- rieure au diamètre de l'alésage du conduit d'air 40. Une telle dimension des diamètres permet d'extraire le pulvérisateur comprenant l'écran de protection contre la chaleur et le dispositif de réglage des flammes de l'unité de brûleur à huile en le tirant vers l'arrière à travers le conduit d'air ; autrement dit, on peut ainsi accéder au pulvérisateur sans pénétrer dans la chambre de oombustion ou démonter le conduit d'air du brûleur de la paroi du foyer ou il est logé.
Par ailleurs, l'utilisation de tels diamètres signifie
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que la structure de grille fondamentale 158 du dispositif 140 de réglage des flammes ne peut pas s'étendre au-delà de la couche limite du jet d'air se dilatant lentement qui sort de l'ouvreau 40 et, de ce fait, le dispositif ne peut pas comporter l'antenne s'étendant radialement pour recevoir la chaleur de rayonnement qu'on a décrite comme une caractéristique du dispositif 66 de réglage des flam- meeprésenté sur les fig. 1 et 2, par exemple.
En consé- quence, en plus de sa structure fondamentale de grille, le dispositif 140 de réglage des flammes comprend plusieurs éléments de tige 160 s'étendant longitudi-nalement, qui sont similaires par leur forme et leur rôle aux éléments 92 fixés à la structure de grille 84 du dispositif 82 de réglage des flammes représenté sur les fig. 6 et 7.
L'ensemble formé par le dispositif de réglage des flammes et l'écran de protection contre la chaleur, repré- senté sur la figure 14 , peut être installé très facilement dans une unité de brûleur à huile déjà existante, plus faci- lement dans beaucoup de Bas qu'un nouvel ouvreau auquel est fixé le dispositif de réglage des flammes. Une fois que l'installation représentée sur la figure 14 est effectuée, on détermine.la distance entre la structure de grille du dispositif 140 et l'extrémité de sortie du pulvérisateur 48.
Ceci est désirable du fait qu'une fois que la distance appropriée a été déterminée et que les pièces nécessaires ont été dessinées et fabriquées en conséquence, le dispo- sitif do réglage des flammes et le pulvérisateur peuvent être assembée et être utilisés pendant un moment, mis à part l'entretien, et être ensuite remontés sars aucun essai.
En examinant la figure 15 , on voit qu'on y a représenté un autre mode de réalisation de l'invention
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dans lequel le dispositif de réglage des flammes 162 est fixé par plusieurs tirants 164- à un nez 166 de pulvérisateur d'huile. D'une manière générale, le dispositif 162 de ré- glage des flammes est similaire au dispositif 140 de réglage des flammes représenté sur la figure 14 autrement dit , il comprend une structure fondamentale de grille 168 et plusieurs éléments de tige 170 s'étendant longitudinalement et fixés à cette structure. Le nez 166 du pulvérisateur est généralement similaire au nez 156 représenté sur la fugure 14 et on peut vraiment estimer qu'il est identique à ce dernier en vue d'une substitution dans le pulvérisateur 48 .
Pour une telle substitution, il faudrait prévoir un é- cran de protection contre la chaleur qui comporterait des fentes appropriées pour recevoir les tirants 164 ,en suppo- sant que l'utilisation d'un écran de protection contre la cha- leur, soit nécessaire.
On peut voir que lorsque le dispositif 162 de réglage des flammes est supporté directement à partir du nez 166 du pulvérisateur , l'installation du dispositif consiste en fait uniquement à changer un nez sur le pulvéri- sateur. Cette opération est classique dans l'entretien des unités de brûleurs à huile et l'accès nécessaire aux pièces du brûleur en vue de pouvoir effectuer cette opération sans démonter l'unité de brûleur à huile du foyer auquel elle est associée est presque toujours assuré. En conservant les agencements représentés sur la figure 13 ,le diamètre du dispositif 162 de réglage de flammes reste suffisamment petit pour qu'on puisse le faire passer sans difficulté dans l'ouvreau 40 en vue de l'extraire ou de le mettre en place.
On va maintenant étudier la figure 16 sur
<Desc/Clms Page number 35>
laquelle un mélange combustible 172 d'huile et d'air est représenté par des flèches au sommet ou il se rapproche des divers éléments horizontaux de grille 174 du dispositif de réglage des flammes qui peut être considéré comme étant simi- laire au dispositif 66 . Pour simplifier la représentation de l'écoulement des matières brûlées et non brûlées, les élé- ments verticaux de la grille ne sont pas représentés sur la figure 16 ,De même et pour une raison identique, les éléments horizontaux ne sont représentée qu'en -coupe. mélange
Lorsque le/combustible 172 parvient aux éléments de grille 174 et passe entre ceux-ci, la récep- tion du mélange se fait grâce à des modifications de la vitesse aussi bien que de la densité.
La réduction de la section transversale de la couche limite du mélange en circulation, réduction qui est due à la surface frontale présentée par les. éléments de grille, tend à augmenter la vitesse du mélange.
Par ailleurs, une certaine compression ou augmentation de la densité du mélange combustible se produit en amont du dispo- sitif de réglage des flammes, et cette compression tend à di- minuer la vitesse du mélange. Toutefois, la caractéristique importante de la présente invention réside dans le fait qu'à mesure que les courants divisés de mélange combustible circu- lent le long des éléments de grille 174 et au-delà de ceux- ci, des zones 176 de courant tourbillonnaire sont créées en aval de chacun de ces éléments. Dans ces zones, le mélange non brûlé esencore dans un état de turbulence élevée, bien qu'à une échelle réduite par comparaison avec la turbulence régnant sur le côté amont de ces éléments de grille et, ce qui est plus important, ce mélange possède une vitesse avant nette qui est faible.
Les conditions de combustion existant dans les zones 176 de courant tourbillonnaire sont donc bien meilleures que les conditions régnant , par exemple , dans Ajouté 1 mot, Approuvé:
EMI35.1
V\ ......"', ....;:d\
<Desc/Clms Page number 36>
le noyau, à déplacement rapide, du mélange non brûlé 172 se trouvant à droite des éléments de grille 174.
On. va maintenant supposer qu'une tension est appliquée aux bornes des électrodes d'allumage telles que les électrodes 60 et 62 pour faire jaillir une étncelle entre ces électrodes et enflammer au moins une partie du mélange d'huile et d'air sortant du conduit d'air de l'unité de brûleur à huile avec laquelle est associé le dispositif de réglage des flammes qu'on a représenté, ce qui provoque le chauffage du mélange combustible immédiatement environnant.
Quand ce mélange combustible enflammé et chauffé parvient aux éléments de grille 174 ,au moins une partie du mélange passe dans les zones 176 de courant tourbillonnaire.Dans ces zones, le mélange combustible qui brûle déjà continue à brûler, tandis que celui qui a été chauffé à la température de combustion par l'étincelle et ou le mélange initialement allumé par l'étincelle, mais qui n'a pas encore été lui-même enflammé, s'enflamme à son tour en raison detrès bonnes condi- tions de combustion régnant dans les zones de courant tourbil- lonnaire.
Une fois que la combustion a été établie dans au moins certaines des zones 176 de courant tourbillonnaire, cette combustion ayant lieu très rapidement losqu'on fait jaillir une étincelle entre les électrodes, ces zones de cou- rant tourbillonnaire deviennent des ones de combustion régulière à mesure que du mélange combustible 172, frais et non brûlé, y parvient. On peut alors cesser d'appliquer une. tension aux bornes des électrodes pour arrêter la formation d'étincelles d'allumage.
Les produits de la combustion engendrés dans les zones de courant tourbillonnaire dans lesquelles la com- bustion a lieu doivent bien entendu circuler vers l'aval de
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ces zones dans n'importe quel fonctionnement régulier de l'unité de brûleur à'huile. A mesure que ces produits en- flammés circulent vers l'aval, ils se dilatent parce que leur température est beaucoup plus élevé que celle de la matière non brûlée d'ou ils proviennent et également en raison d'effets de diffusion. Les matières gazeuses enflammées et dilatées, provenant de certaines des zones de courant tourbillonnaire sont bien entendu en contact avec les portions du mélange non brûlé 172 qui circulent à travers des éléments de grille adjacente 174 sans être entraînées dans ces zones.
A condi- tion que les zones de courant tourbillonnaire soient individu- ellement d'une dimension suffisante et qu'elles soient suf- fisamment rapprochées,les fronts de flamme qui délimitent des zones de courant les régions de dilatation des produits de la combustion provenant/ tourbillonnaire se dilatent et atteignent les courants de mé- lange non,brûlé passant entre des éléments de grille adjacente
174. Lorsque ce mélange non brûlé rencontre un front de flam- me ou qu'un front de flamme se déplace pour le rencontrer,il de trouve lui-même enflammé pour entretenir la flamme.
Une caractéristique supplémentaire et très-im- portante réside dans le fait que la chaleur dégagée par une zone de courant tourbillonnaire enflammée et par les pro- duits de combustion provenant de cette zone détermine l'alluma- ge du mélange combustible non brûlé dans une zone adjacente r de cotant tourbillonnaire qui ne s'était pas enflammée initia- lement. L'inflammation de la matière dans cette zone et le passage de produits de combustion chauds et en cours de dila- tation provenant de cette zone détermine l'entaînement d'au moins un courant encore de mélange combustible non brûlé cir- culant entre les éléments de grille 174 En outre, bien entendu, ceci détermine l'inflammation du mélange combustible dans une autre zone encore de courant tourbillonnaire.
On
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voi-, donc ainsi que le mélange se trouvant dans les zones de courant tourbillonnaire s'enflamme dans une zone après l'autre, en succession, ce qui fait que la flamme du brûleur d'huile augmente de façon rapide mais contrôlée, du côté aval des éléments de grille, avec entraînement concomitant, par les fronts de flamme, du mélange combustible non brûlé cir- culant entre les éléments 174 de la grille. Dans des con- ditions stables, par conséquent, uniront de flamme 178 qui, s'il est de forme irrégulière est sensiblement continu, s'étend entre les éléments de la grille. Ce front de flamme s'étend également au-delà des éléments extérieurs extrêmes, dans la couche limite du mélange d'huile et d'air en circulation, ou les vitesses sont relativement lentes.
En aval du front de flamme 178 , ilexiste une zone snsiblement pleine ou trans- versalemencontinue de matière enflammée 180 s'étendant to- talement en travers du trajet du jet d'air libre provenant du conduit d'air de l'unité de brûleur à huile. Essentiel- lement la totalité du combustible pulvérisé par le pulvérisa- teur de l'unité se trouve ainsi brûlée dans le jet d'air prin- cipal. On a indiqué que, pour que l'accroissement des flammes décrit ci-dessus puisse se produire en travers des éléments de grille 174 , il faut satisfaire des exigences concernant la dimension et l'écartement des zones de courant tourbillonnaire.
Pour un écartement donné de ces zones la dimension des zones individuelles'ne peut pas descendre au-dessous d'une valeur minimum et chaque zone individuelle en flamme doit cependant émettre une quantité de chaleur suffisante¯pour enflammer une zone tourbillonnaire adjacente qui ne l'est pas encore. De façon correspondante, pour une dimension donnée des zones de courant tourbillonnaire indivi- duelles, l'écartement des zones adjacentes ne peut pas dépas- ser une valeur maximum et l'inflammation zone par zone doit
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cependant rester progressive.
De plus, bien que le mélange combustible se trouvant dans des zones de courant tourbil- lonnaire adjacentes soit enflammé, il existe une valeur mini- mum quant à la dimension des zones et une valeur maximum quant à l'écartement des zones, pour des conditions opératoi- res données, afin que les fronts de flamme puissent se déve- lopper suffisamment pour entraîner le mélange non brûlé passant entre les deux zones d'inflammation. Si ces exigences concernant une dimension minimum et un écartement maximum ne sont pas satisfaites, ce seront les front de flamme provenant des zones de courant tourbillonnaire qui seront saisis par le mélange combustible non brûlé.
La dimension des zones de courant tourbillonnaire et l'écartement de ces zones sont en relation directe avec la dimension et l'écartement des éléments de grille 174.
Des intervalles préférés pour les valeurs de ces quantités ont été donnés précédemment dans le cas d'un dispositif de réglage des flammes dont les éléments s'étendent parallèlement et perpendiculairement les uns aux autres. Les intervalles préférés mentionnés ne sont pas particuliers à cette structure de grille rectangulaire seulement, mais ont une portée géné- rale. Par exemple, dans le dispositif en spirale 68 réglant la dimension des flammes, qui est représenté sur la fig. 3 ltécartement entre lescentres des spires adjacentes, sur n'importe quel axe essentiellement radial, est de préférence compris entre 3,17 et 19,05 mm. De même, en supposant qu'on utilise un fil métallique de section ronde pour former cet élément en spirale, son diamètre est de préférence compris entre 0,76 et 6,35 mm.
Sur la fig. 17 , on à représenté un dispositif 182 de réglage des flammes qui représente un contour sphérique
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et comprend plusieurs éléments de grille 184 qui sont indivi- duellement de section transversale en forme de V . L'un des avantages d'une telle section transversale, par comparaison avec les éléments plains de section ronde représentés en 174 sur la fig. 16 , réside dans le fait que, pour une affica- cité égale en ce qui concerne l'établissement de zones de courants tourbillonnaires, sur le côté aval du dispositif de réglage des flammes, il faut un poids moins grand de métal ou d'autre matériau pour construire la structure de grille .
Avec ce poids de métal plus faible, le dispositif 182 de réglage des flammes présente une capacité thermique réduite et atteint donc plus rapidement la température de fonction- nement de la chambre de combustion. Autrement dit, le dis- positif de réglage des flammes 182 exerce un effet de refroidissement moindre sur le mélange d'huile et d'air sortant d'une unité de brûleur à huile lorsque l'unité et la chambre de combustion du foyer à laquelle elle est asso- ciée sont mises en route à froid. Un avantage supplémentaire d'une orientation telle que représentée des éléments de gril- le de section en forme de V réside dans le fait qu'ils déter- minent une telle division et un tel guidage du mélange d'huile et d'air qui s'en approche, que le risque d'un heurt de gouttes de combustible liquide sur les éléments de grille eux-mêmes se trouve réduit au minimum.
Il est évidemment bien entendu qu'un dispositif de réglage des flammes tel que le dispositif 66 peut être formé d'éléments ayant une section transversale ronde mais qui ne sont pas pleins, c'est-à-dire que les élé- ments peuvent être tubulaires. Une telle construction peut avoir au moins l'avantage de réduire le poids du matériau de construction.
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Sur la fig. 18 ,on a représenté un dispositif 186 de réglage des flammes ayant un contour sphérique et comprenant plusieurs éléments de grille 188 qui sont indi- viduellement formés par des bandes métalliques plates de sec- tion rectangulaire. $Sous cet aspect, les éléments de grille 188 sont disposés de manière que leurs côtés larges soient orientés en direction du pulvérisateur d'huile et du conduit d'air de n'importe quel brûleur à huile avec lequel le dispositif 186 de réglage des flammes est associé. Une telle disposition est très efficace pour créer des zones de courant tourbillonnaire sur le côté aval du dispositif.
En examinant finalement le graphique de la fig. 19 , on y trouve des chiffres qui ont été recueillis au cours du fonctionnement d'une unité de brûleur à huile à haute pression "Model BD" construite par "Gilbert & Barker Manufacturing Co. à West Springfield (Etats de Massachussetts).
Cette unité chauffe une chaudière du type à foyer de la série RB-43 fabriquée par "U.S.Radiator Corp.", ayant une chambre de combustion dont les dimensions au plancher sont de 30 cm x 30 cm et la hauteur de 45,7 cm. Le combustible utilisé est une huile de chaùffage No. 2 dont le débit d'introduction est d'environ 2,2 litres/heure. La pression d'atomisation de l'huile est d'environ 7 kg/cm2 et sa température d'atomi- sation est d'environ 57 C. L'ouvreau de l'unité de brûleur à huile a un diamètre interne d'environ 47,6 mm. et l'unité est munie d'un nez de pulvérisateur fabriqué par "Monarch Manufacturing Works" à Philadelphie (Pensylvanie) avec lequel l'huile pulvérisée forme un cône dont l'angle au sommet est d'environ 30 degrés et dont la forme en section transversale est plaine.
On utilise un écran de protection contre la cha- leur en cuivre avec le pulvérisateur. On ne fait appel à
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l'allumage par étincelle qu'au début des opérations et le tirage d'air secondaire dans la chambre de combustion est d'environ 0,38 mm de H20.
Le dispositif de réglage des flammes utilisé pour l'obtention d'un groupe des valeurs portées sur le graphique, en ce qui concerne les indices de fumée (portés en ordonnée) et l'air en excès (porté en abscisse, en volume %) a la structure d'une grille rectangulaire et présente un contour plan. Les éléments individuels de la grille sont des fils pleins de section ronde ayant un diamètre d'environ 1,57 mm et un écartement entre centres d'environ 6,35 mm en ce qui concerne les éléments parallèles adjacents. La distance entre l'extrémité de sortie du nez du pulvérisateur et le dispositif de réglage des flammes est d'environ 25,4 mm, mesurée sur 1' axe du pulvérisateur.
On mesure les indices de fumée du gaz de combus- tion sortant du foyer en prélevant des échantillons juste à la sortie des gaz de la chaudière, après que les produits de combustion ont quitté les surfaces de transmission de chaleur, et en effectuant ensuite des comparaisons conformément à la technique de Bacharach. Les volumes d'air en excès sont calculés à partir de valeurs mesurées de la teneur en anhydri- de carbonique dans le gaz de combustion. Des pourcentages élevés, en volume, d'anhydride carbonique, signifient des valeurs basses du pourcentage d'air en excès, en volume.
Les données portées sur le graphique (courbe A : utilisation du dispositif de réglage des flammes ; courbe B : sans utili- sation de ce dispositif) montrent clairement que, pour une valeur donnée de l'indice de fumée Bacharach, le pourcentage d'excès d'air nécessaire dans le cas d'une unité de brûleur à huile munie d'un dispositif de réglage des flammes conforme
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à la présente invention est notablement inférieure, dans certains cas d'une unité, au pourcentage nécessaire pour 1' unité ne comportant pas ce dispositif. Cette diminution de pourcentage d'air en excès détermine une augmentation du ren- dement du foyer comme on l'a déjà souligné.
De façon corres- pondante, pour obtenir un rendement donné acceptable à n'importe quel moment particulier, l'utilisation, avec l'unité de brûleur à huile, du-dispositif de réglage des flammes conforme à la présente invention, donne une combustion beaucoup plus propre ou plus proche de l'absence de fumées, que la combustion qu'on obtient en l'absence de ce dispositif. Ceci a pour effet conco-. nit-ant de permettre l'obtention du rendement donné pendant un temps beaucoup plus long avant qu'il soit nécessaire de nettoyer les surfaces de transmission de chaleur du foyer pour enlever les dépôts de suie.
Quand un dispositif de réglage des flammes conforme à la présente invention est utilisé avec une unité de brûleur à huile déjà existante, le dispositif ne peut pas empêcher par lui-même l'envoi d'air en excès avec le débit initialement prévu pour l'unité, bien que ce débit soit alors trop élevé. Bien entendu, on peut obtenir les avantages de la présente invention en munissant l'unité d'un ventilateur nouveau et plus petit. Toutefois, une .telle substitution peut être anormalement incommode et coûteuse, spécialement quand on considère qu'on a@mis au point un procédé permettant, de diminuer l'envoi d'air à la chambre de combustion sans qu' il soit nécessaire de renouveler des pièces du brûleur ou d'instituer un nouveau mode de mise en oeuvre.
Ce prcédé exige le perçage ou un autre mode de formation d'un ou plu- sieurs orifices de sortie dans le carter du ventilateur de l'unité, sur le côté aspiration du ventilateur, ou dans le
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conduit d'air, pour qu'une partie de l'air déchargé par le ventilateur soit évacué et ne puisse pas atteindre la chambre de combustion. Ces orifices de sortie percés dans le carter du ventilateur 32
34 de la fig. 1 sont représentés en 190. Avec ces orifi- ces, le ventilateur peut fonctionner de la manière pour laquel- le il a été conçu, mais l'envoi d'air dans la chambre de com- bustion 30 est réduit.
Une autre modification qu'il peut être désira- ble d'apporter à l'installation antérieure quand on adjoint. un dispositif de réglage des flammes à une unité de brûleur à huile déjà existante réside dans la réduction de la dimen- sion de la chambre de combustion avec laquelle l'unité est associée. En particulier, il peut être désirable de diminuer la longueur de la chambre de combustion. Une telle diminution est une façon efficace d'augmenter l'énergie thermique trans- mise par rayonnement au dispositif de réglage des flammes.
On peut réduire la dimension de la chambre de combustion en garnissant la chambre initiale avec un matérieu calorifuge de type souple, ou en plaçant des briques calorifuges dans la chambre pour former un nouveau mur arrière ou aval.
La possibilité de formation de coke sur un dispositif de réglage des flammes a été mentionné précédem- ment et le procédé permettant d'éviter cette formation consiste à découper la structure du dispositif qui, sans cela, se trou- verait sensiblement directement en aval des électrodes d' allumage des l'unité de brûleur à huile. Un tel procédé est représenté à titre d'exemple par les régions découpées 108 et 138 pratiquées dans les dispositifs 102 et 132 de joute 2 mots réglage de la longueur des flammes représentés respectivement 1 réf. sur les fige 9 et 13. Toutefois, cette solution n'est Approuvé : 1 pas la seule. On en connait trois autres dont chacune permet au dispositif de réglage des flammes de conserver son intégrité.
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La première de ces autres solutions est celle qui consiste à appliquer une charge électrique positive au dispositif de réglage des flammes. On a établi que les par- ticules de fumée finement divisées d'hydrocarbures polymérisés circulant vers une chambre de combustion à partir du moment où une étincelle a jailli entre les électrodes d'allumage portent une charge positive. En conséquence, ces particules collent les unes aux autres et s'agglomèrent pour former un dépôt de coke important sur la structure du dispositif de réglage des flammes'dont la charge électrique est neutre ou négative. Par ailleurs, si la structure de grille est char- gée positivement à un potentiel aussi bas que 6 volts, il se produit une répulsion nette entre cette structure et les particules de fumée qui circulent alors dans la structure sans y adhérer de façon notable.
La seconde de ces autres solutions consiste à créer une condition d'excès d'air important, localement, autour des électrodes d'allumage. On a établi qu'une étincelle engendrée à environ 10. 000 volts, valeur qui correspond à un potentiel d'allumage typique, ne provoque pas la formation notable d'une quantité de fumée quand elle jaillit dans une région où se trouve un excès d'air important. Spécifiquement, on a effectué un essai dans lequel on injecte de l'air auxi- liaire dans une unité de brûleur à huile, juste en amont des électrodes d'allumage, à travers un petit tube aboutissant dans la zone de formation d'étincelle. La quantité totale d'air utilisée pour la combustion est réglée de manière à donner des gaz de combustion ayant un indice de fumée de 5.
Les résul- tats obtenus dans l'essai sont portés sur le tableau ci-après :
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Tableau III
EMI46.1
<tb> Volume <SEP> d'air <SEP> Composition <SEP> du <SEP> gaz <SEP> de <SEP> Quantité <SEP> de <SEP> coke
<tb>
<tb> total <SEP> injecté <SEP> combustion <SEP> sur <SEP> le <SEP> dispositif
<tb>
<tb> en <SEP> amont <SEP> de <SEP> Excès <SEP> d'air <SEP> Indice <SEP> de <SEP> de <SEP> réglage <SEP> des
<tb>
<tb>
<tb> l'étincelle, <SEP> % <SEP> Vol.
<SEP> % <SEP> fumée <SEP> flammes
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> 0,7 <SEP> 23 <SEP> 5 <SEP> Très <SEP> forte <SEP> après
<tb>
<tb> 20 <SEP> minutes
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> 2,3 <SEP> 11 <SEP> 5 <SEP> Légère <SEP> après
<tb>
<tb> 40 <SEP> minutes
<tb>
Comme représenté sur le Tableau III, on obtient un rendement sensiblement meilleur avec le pourcentage supé- . rieur d'air d'injection. Les exigences concernant l'air en excès sont réduites de moitié pour l'indice de fumée de 5.
Le taux de formation de coke sur l'unité de réglage des flammes est très fortement réduit. Il est raisonnable de supposer que, pour un poucentage d'injection d'air encore plus élevé, en amont de l'étincelle, la formation de coke sur le dispositif de réglage des flammes pourrait être sensi- blement éliminée en totalité. Au lieu de faire appel à une injection d'air auxiliaire spéciale à l'aide d'un tube, l'ef- fet avantageux désiré de l'empêchement de la formation de coke pourrait être obtenu par un moyen plus simple qui consis- terait à disposer de façon appropriée un déflecteur d'air dans le conduit d'air du brûleur pour augmenter le débit de l'air localement dans la zone de formation d'étincelles.
La troisième de ces autres solutions consiste à supprimer la tension d'allumage (environ: 10.000 volts) aussi rapidement que possible après qu'une flamme a été établie.
Si on arrête l'envoi de la tension d'allumage entre 2 et 10 secondes après la création de la flamme, la formation de coke sur la structure de grille ne pose pas de problème .
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Il est bien entendu qu'on peut apporter diver- ses modifications aux modes de réalisation décrits et repré- sentés sans sortir pour cela du cadre de la présente invention.
**ATTENTION** fin du champ DESC peut contenir debut de CLMS **.