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tirour à vent pour haut fourneau et brûleux d'lt1né oet appareil-
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La présente invention concerne un tour à vent pour haut
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fourneau et un brûleur destiné" à cet appareil, et plue partioulièrement, un ensemble de tour à vent et de brûleur capable d'assurer un chauffage rapide grâce à un mélange rapide et tuf- ficace du combustible et de l'air ou comburant similaire dans
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la portion constituant le broleure
Pour faire fonctionner le,@ haute fourneaux, on introduit habituellement de l'air chauffe dans une portion intérieure
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afin qu'il etéooule de bas en haut à contre-courant par rappel au minerai, au fondant et au ëoke introduit.
par le haut, tant dis que le laitier et la fonte août retirés par le bas. L'air
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introduit dans le haut fourneau est avantageusement chauffé, u$quici A une température voisine de 540-65090. Le préohauf. fage de l'air est habituellement effectue dans un four à vent ou "oowper" qui est fréquemment une construction cylindrique
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pouvant avoir environ 30-36 as. do hauteur et environ 6, 6.'7, x et de 1amtre. l'intérieur d'un couper est habituellement divisé en une chambre de combustion et une ohambre empilage, par une cloison qui arrive presque au commet. L'aire de section de la chambre de combustion représente habituellement environ 10 de l'aire totale de section du four.
L'empilage situé dans la chambre d'empilage absorbe la chaleur de gas qui ont été brûlés, wu moins partiellement, dans la chambre de combustion,
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&x>i une fois que l'empilage a été convenablement préchauffé cette manière, il chauffe l'air destiné à servir dans un haut fourneau associée
L'invention est fondée sur la découverte de certaine
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brûleurs qui, lorsqu'on les utilise dans un cowper, permettent de chauffer celui-ci à une vitesse notablement plus grand* qu'il n'était possible antérieurement.
Par suite, la parti, du cycle affectée au chauffage nécessite un temps notablement plus court, ce qui fait que 1'on peut obtenir un résultat donné
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avec oins de tour. qu'il n'en fallait antérieurement* ou que l'on peut faire fonctionner une installation fixe donnée de manière à obtenir de l'air préchauffe pour haut fourneau à une température notablement supérieure à celle qui était pos- cible antérieurement, L'un des bute de l'invention cet de réaliser un brûleur perfectionné
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Un atre but est de réaliser un brûleur erttotlonné qui soit particulièrement propre au chauffage d'un four à vent pour haut fourneau.
Un autre but est de réaliser une combinaison perfectionnés de four à vent et de brûleur
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D'autres bute et avantages apparaîtront dans la dGtfù4,'ip.. tion suivante qui se réfère aux dessins o1-jotnta, bonnes sur. tout à titre d'exemples et sur loaquela! La fig. 1 est une vue partiellement eoh't1qu.. en coupe verticale, d'un ensemble de brûleur et de fovr a vent suivant l'invention.
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La fige 2 est une coupe montrant des détails â un brgleir qui fait partie du four à vont de la fige 1. , La fil. , cet une ooupe suivant la ligne 3-3 dt la fit 2.
La fige 4 eat une vue fragmentaire en coupe horizontale . d'un brûleur codifie auivant l'invention qui ont andiairw &\1 brûleur des lig, 2 et 5 et montre une disposition préférentielle entre le brûleur et une portion de chambre de oombuetion d'un tour à vent.
La fige 5 cet unt coupe d'un autre ensemble de b:Olep, modifie suivant l'invention.
La ig. 6 cet un* ooupo suivant la ligne 6. 6 de 1< til. s
La figé 7 .et une élévation prise suivant la ligna 7-7 -de la tige 5.
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La fig. 8 est une coupe suivant la ligne 8-6 de la fig. 5.
La fig. 9 est une coupe verticale montrant un ensemble pré- férentiel de four à vent et de brûleur suivant l'invention, dans lequel dos brûleurs destines au sommet du four envoient directement leur flamme Vers le bas dans un empilage.
On considérera maintenant les dessine plus en détail, et en particulier la fig. 1; on y voit un ensemble de tour à vent et de brûleur suivant l'invention, désigné par la référons générale 10 L'ensemble 10 comprend uno ceroasse réfractaire cylindrique verticale 11 et une oloiaon réfrcaire 12 qui part du bas 13 de la coquille et va jusqu'à un point situé un peu en dessous d'un commet en oalotte 14. la cloison 12 divise l'espace délimité par la-carcasse cylindrique 11 en une chambre de combustion 15 et une chambre à empilage 16. L'empilage situé à l'intérieur de la chambre 16 est désigné do façon générale par 17. L'ensemble 10 comprend aussi quatre brûleurs espacée dont chacun est indiqué de façon générale on 3.6.
De l'air soit amené aux brûleurs 18 par une soufflerie 19, grâce à des tuyaux appropriés 20 et 21. Du combustible est amené aux brû leurs 10 d'uno source appropriée (non représentée) qui, en fin de compte, est habituellement le haut fourneau lai-même; une soufflerie 22 est prévue pour mettre sous pression le combustible dos tuyaux 23 et 24 en vue de l'amener aux brûleurs 18.
En fonctionnement, le combustible et l'air sont amenée aux brûleurs 18 afin d'Ctre mélangés intimement et amenée dans la chambre 15. La combustion se déroule dans le brûleur le et sc termine dans la chambre 15, et les produite de combustion chaude se déplacent dans le sene indiqué par lee flèches on montant à travers la chambre pour passer par-dessus la cloison
12, descondre à travers la chambre d'empilage 16 où ils chauf-
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lent 1'empilage 17. puis se rendre, par une ortie z, du bas de la chambre d'empilage.
16 hune cheminé 0 (non représentée).
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Sur le* fîgr 2 et 3, le brûleur 18 comprend un corps 26 muni d'une surface intérieure cylindrique 27, une portion de veilleuse 28 qui présente une surface intérieure cylindrique 29 de diamètre légèrement inférieur à celui de la surface 27 et aussi légèrement intérieur à celui d'un orifice de brûleur 30
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prévu dana la carcasse cylindrique 11. Une entrée de oobuat1blé 31 oyat pvrti1o dans. le corps 26. le brûleur t8 comprend aussi uno entre d'air 32 définissant un passage 33 et oompr.nt, â 1 c;trm.té de sortie du passage 33, des ailettes 34 qui OOmmU2ÙI!l!f.ut à l'air un mouvement tourbillonnant ou rotatif.
On netura que l'entrée d'air 32 efavanoe nettement: à '3.n té rieur du corps 26 du brOlour 18 et remplit une part notable de la portion centrale de celui-ci de sorte que le combustiblequi entre par l'entrée 31 peut seulement se mouvoir dans un
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passage annulaire entre la surface intérieure 27 du oo4ope 26 et la surface extérieure de l'entrée d'air 32. lin 1-onçtonnemcnto le combustible admis par l'enc6e 31 fait le ;01'" ne l'espace annulaire avec un mouvement tourbillonnant .)r4ec l'indiquent les flèches de la tige , tout en avancent <î 5&! ??a l'orifice do brûleur 30 indiqué aux la :tï 4 2.
L'air a?rj7o par le passage 33 vers l'orifios de broleur bzz? mais frappe le ailettes 34 avant de quitter le passage 33. lies ailettas 34 présentent une tome et une position telles qu'elles communiquant à l'air un mouvement tourbillonnant qui est dirigé on mens opposé du mouvement tourbillonnant donne au combustible par la position de l'entrée 31.
Des mouvements
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tourbillonnant du combustible et de 1 air â l'intérieur de la portien de vo11lf.1u4 8 du b:rt11oul' bzz causent un d'tango rapide. .:. ;'.ift du eaft 4f;1u oorpa la fores* centrifuge facilite aurez api u' mélange par le fait qu'ollt terl.4 projeter vers 3."X1'tt
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sieur le courant d'air tourbillonnant, dans le courant de com- bustible tourbillonnant on sens invernse
Comme on le voit eur la fig. 2, le brûleur 18 comprend une veilleuse 35 à laquelle le combustible est amené par un tuyau 36 et l'air par un tuyau 37.
Le mélange de combustible et d'air est allumé, à l'intérieur de la veilleuse 35, par un dispositif à étincolle 38, de aorte qu'une flamme venant d'un paasago 39 provoque l'allumage du mélange tourbillonnant de combustible ot d'air dans la portion de veilleuse 28 du brûleur 18. Or a trouvé qu'en utilisant cette disposition particulière il oat possible d'obtenir un résultat optimal on utilisant un excès d'air d'environ 100 dans la veilleuse 35, Quand on fait fonctionner la brûleur de cette façon, la flamme,
les produits de combustion surchauffés et l'air surchauffé se dé- placent à travers le combustible tourbillonnant pour arriver @ à 1'interface entre le combustible et l'air ot amorcer ettec- trvoment la combustion.
On a trouvé qu'il était possible de faire fonctionner le brûleur 18 du façon différente ,en introduisant du combustible au liou d'air Jans le passage 33 et on introduisant l'air par l'entrée 31. Dans ce cas, l'air est le fluide extérieur tandis que le combustible est le fluide Intérieur, mais il se produit un mélange complet même qux grande@ vitesses de combustion de solfe que l'on pout aussi obtunir un rondoment améliore du foui à vont.
La seule modification qui est désirable pour ob- tenir un résultat optimal consiste à faire fonctionner la voil- leuse 35 avec un excès de combustible car, on pareil ces, les produite qui on sortent pénètrent d'abord dans le courant d'air tourbillonnant plutôt que dans le combustible*
On a trouvé aussi que l'on pout modifier le brûleur 18 en supprimant la portion de veilleuse 28 et qu'avec cette
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modification on peut l'utiliser conjointement avec une chambre
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de combustion comportant une veilleuse au voisinage da l'ort1.:," oe de brûleur 30.
Un appareil de ce genre est représenté sur la fig. 4 et comprend un brûleur indiqué de façon générale par 40, qui est essentiellement le corps 26 du brûleur 18, avec l'entrée de combustible 31 et centrée d'air 32 munie de *on ailettes (non représentées) servant à produire un tourbillon
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de l'air.
Toutefois, le corps 26 est direct'qnt adjaoent à l'orifioo de brûleur 30, de sorte que les courante tourbillon-
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nants de combustible et d'air sont dirigea à travers l'orifice 30 et dans la chambre de combustion 15, sans renooni4%-r aucune flamme de veilleuse. Au lieu de cola, une veilleuse indiquée par la référence générale 41, munie d'une entrée d'air 42,
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d'une entrée de combustible 43 et d'un dispositif étincelle 44, envoie directement sa flammo dans la chambre de Qmbut1on 15 par un orifice 45.
On notera que le broleue bzz' présynto une direction générale tangentielle par rapport à Ha cloison 1 de la ohambre de combustion 154 C'est là une disposition nabi tuellement préférable car elle réduit au minimum la possibilité
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de surohauffage de la cloison 12 par un souffle de flamme ou par des produits de combustion chaude qui la frappant? directe**
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ment. On a trouvé cependant que le tourbillonnement en séné opposés des courante de combustible et d'air dans l'appareil suivant l'invention réduit au minimum la possibilité d'un tel
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ourohauffague on comparaiacn des brûleurs antérieurement connue qui servaient dans les fours à vent pour hauts fourneaux, En service la combustion progresse dans le brûleur 40 de la même façon que dans le brûleur 18.
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On a trouvé aueai qu'il unt possible d'obtenir les nt4ure. mente tourbillonnante en sono oppoeés des courants de ocobustible et d'air dans un brûleur suivant l'invention sans utt..1.... ser d'ailettes. Par exemple, un brûleur indiqué e4ndrulem,.iit
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par 46 sur Ion fig. 5, 6, 7 et 8 comprend un oorjii 47 (tiC. 5) muni d'une surface intérîmre cylindrique 48, une portion de veilleuse 49 présentant une surface cylindrique intérieure 50 do diamètre légèrement inférieur à celui de la surface 48 et
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da diamètre légèrement inférieur à celui de l'orifice de trou- leur 30 do la coquille cylindrique 11.
Un orifice de veilleuse 51 est prévu dans la portion de'veilleuse 49 pour allumer un mélange de combustible et d'air au moyen d'une veilleuse (non
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représentée) Un dispositif d'entrée 52 tiaecree une paroi postérieure 53 du corps 47 ot définit un paesigo intérieur de fluide 54 travursart le corps 4' et et tormJ.4mit juste à l'in- -); trieur de la portion do ve111úu se 49. La Kïijsuro partie de l'entrée 52 présente uno forme général cylindrique, maie il existe une portion de sortie présentant une forme générale
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tronconique.
L'entrée 52 remplit une part notable de la por- tion centrale du corps 47 et, avec la surface AB do celui-ci, forme un passage annulaire 55 présentant une aire de aeotion
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prat3q,ucrnt constante .pur la majeure partie de 8& longueur au voisinage de l'orifice de brûleur 30.
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Comme on peut le voir sur les fig 6 et 8, le corps 47 du brûleur 46 comprend vn conduit solidaire 56 qui forae un ra9Bngo 57 pénétrant dans le passage angulaire 55 et généraleamont tangentiel à celui-ci, L'entrée 52 possède aussi un oon- duit solidaire 58 qui définit un passage 59 pénétrant à l'in- térieur. Le rayon extérieur du passage 59 diminue, sur environ
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18Q , pour passer d'une valeur voisine du rayon du corps 47 rît à une valeur voisine du rayon do la partie postérieure de l'on- tréo 52 (voir aussi fig. 7).
Quand le brûleur 46 est on fonctionnement, il reçoit à la fois du combustible et de l'air, l'un par un tuyau d'alimenta- tion 60 qui osmnunique avec la passage 57 ot l'autre par un
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tuyau d'alinontation 61 qui communique avec le passage 59.
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Par suite de la relation générale tangentielle entre le passage 57 et -le passage anrulaire 55 et entre le passage 59 et le
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p8a8ne intérieur de fluide 54, o t, on outre, par suite do la position relative, des courants à tourbillon opposé do combus- tible et.d'air août engendrée dans les passages 54 et 55, l'un étant dirigé radialomont vers l'intérieur par rapport à l'autre
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et tous doux avançant vers 1' orifice 30 du brûleur, A l'1ntéw yiour do la portion do veilleuse 49 du brûleur 46, par suite du tourbillonnement en sens opposé ot aussi des fOtaoe oentriluges, oomme on l'a indiqué plus haut,
il se produit un médan- ge intime dos doux courants.
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Le brûleur 18 (fig. 1, 2 et 3) fonctionne de préférence avoo de l'air fourni à l'entrée 32 et du combustible fourni l'entrée 51 1 Ii'enatjmblo suivant l'invention cet particulière- ment avantaguux quand il fait partie d'un tour à vent dans le* quel le gaz du haut fourneau est un combustible avantageux et
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économique. Toutefois,# le gaz do haut fourneau risque d'être - plus ou moins souille. Par suite, il ost moine désirablo de l'introduire par 1'entrée 32 que d'Introduire de l'air par
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colla-ci. ka S"z de haut fourneau a des chances de déposer oce inpurotéa sur lea ailettes 34 tandis que l'air ne risque pas de oa#ùor mi dépôt similaire.
Le brûleur des tige 5 à 8 peut cependant fonctionner tout aussi bien avec le combustible ou l'air entrant par les pesages 59 et 54, l'autre corps entrant
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par les passages 57 et 55. Cola est vrai par suite de Ilabaonce d'ailettes sur lesquelles doe impuretés pourraient se diapolor dana 10 brûleur 46. On notera, que quatre brûleur* 18 espace)* verticalement
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sont représentais comme dirigeant leur tlammo dans la chambre de combustion 15 du four à vent de la flgi 1. En pratique , 0' '1 un mode de fonctionnement commode.
Un brûleur 18
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qui cet conçu pour servir avec un four & vont d'environ 30 m
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do houtc:ur cet conçu pour envoyer la flamme à travorai un cri" fiée do brûleur 30 d'un diamètre intérieur do 1,8 m Un orifice.
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de brûleur d'un diamètre intérieur de 3,6 m., qui serait n4001enire pour donner la mOmo aire do section que quatre or1fioOs do 1,8 m. , constituerait une ai grande proportion de la paroi 11 du four enfermant la chambre de combustion 15 que la majo- rité dos produite de combustion ot do la flamme qui en sortent prendraient une direction générale tangentielle par rapport à cotte paroi.
Par suite, plusieurs brûleurs relativement petits sont préférable à un seul brûleur plus grand. Par suite do
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considérations d'encombromonf aussi, il ont préférable qUe 4.00 divers brûlcura relativorrunt petits soient ospacés vorti- calement lo uns dos autres,
Etant donné qu'une part notable do la combustion du com-
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buatiblo au moyon d'air 80 déroule dans lue broleure 18, 40 ot .
46, comme on l'a décrit plus haut, il est pe81blo d'uill18or l'un ou l'autre do ces brùleure en combinaison avec un four à
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vent qui ne comporta pas do chambre do combustion oorreapcrnw
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dtmto à la chambra 15 de la tit>. 1. Un tel ensemble de brûleur et de four à vent est indique'par la référence générale 62 sur
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la fige 9. L'ensomblo 62 comprend une coquille réfraotairo cy lindriquo dirigée verticalement 63, qui comporte un fond 64 et un sommet on calotte 65.
L'intérieur do la coquille 63 consti tuo une chambre d'empilage 66'contenant un empilage indiqua de façon générale par 67. L'ensemble 62 comprend aussi quatro
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brûleurs 18 qui sont représentée idontiquce aux baleurs 18 de la tige 1 mais pouvant aussi bien atro lea brolours 40 de la fig. 4 ou les brûleurs 46 'dU8 fige 5 à 8.
Le mélange inti- me et rapide do combustible et d'air qui cet réalisé dans tous les brûleurs suivant l'invention et, par suite, le fait que la majeure partie do la combustion se déroule dans les brûleurs @
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aux-ratmon pumottent de faire fonoticnner un four à vent de la façon indiquée sur la fie. gp dirootomett vers le bas, à travers un empilage qu'il s'agit de obauffort De cette façon, on obtient lo maximum à, chauffage avec uno coquille réfraotairu d'un diamètre donné. Lus produite do combustion, après avoir dottoandu pour chauffer l'empilage 67, elèchappont par une aortio 6tu du fond do la chambre d'empilage 66 vers uno ohominéc (non roprd.
#entéo).
Il va de soi que l'on puut apporter divoraua Bodifioationa aux détails particuliers ropréauntda sur les dessins ut décrits propos do ocux-oi, sans sortir de l'osprit ni du aadre de l'invontion. Par exemple, bien que l'invonticn oonoerno paxtiouliéremcnt loo brûloure destinés à due fourt à vont ut la combinai son do 009 broleure avoo duo fours à vei, t, les broluurs sont utiles aussi avoo d'autroe chambrte do combustion diri- dee vurticalomont.
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blast furnace and blast furnace and appliance
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The present invention relates to a wind tower for high
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furnace and a burner intended "for this apparatus, and more particularly, an assembly of wind tower and burner capable of ensuring rapid heating by means of rapid and efficient mixing of fuel and air or similar oxidizer in
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the portion constituting the broleure
To operate the blast furnace, heated air is usually introduced into an interior portion.
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so that it flows from bottom to top against the current by recalling the ore, the flux and the ëoke introduced.
from the top, so say that the slag and August cast iron withdrawn from the bottom. The air
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introduced into the blast furnace is advantageously heated, u $ which here at a temperature of 540-65090. The preheating. Air fage is usually carried out in a wind furnace or "oowper" which is frequently a cylindrical construction
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may have around 30-36 aces. do height and about 6, 6.'7, x and 1am. the interior of a coupe is usually divided into a combustion chamber and a stacking chamber, by a partition which reaches almost at the end. The section area of the combustion chamber is usually about 10 of the total section area of the furnace.
The stack located in the stacking chamber absorbs the heat of gases which have been burnt, wu less partially, in the combustion chamber,
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& x> i once the stack has been suitably preheated in this manner, it heats the air intended for use in an associated blast furnace
The invention is based on the discovery of certain
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burners which, when used in a cowper, allow it to be heated at a considerably greater speed * than was previously possible.
As a result, the start of the cycle allocated to heating requires a considerably shorter time, so that a given result can be obtained.
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with turn oins. that it was not previously required * or that a given fixed installation can be operated so as to obtain preheated blast furnace air at a temperature appreciably higher than that which was possible previously, aims of the invention to achieve an improved burner
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Another aim is to provide a full burner which is particularly suitable for heating a blast furnace blast furnace.
Another goal is to achieve an improved combination of blast furnace and burner.
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Other abutments and advantages will become apparent in the following dGtfù4, 'ip .. tion which refers to the drawings o1-jotnta, good on. all as examples and on loaquela! Fig. 1 is a view partially eoh't1qu .. in vertical section, of a burner assembly and wind fovr according to the invention.
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Fig 2 is a cross section showing details of a brgleir which forms part of the gage furnace of Fig 1. The wire. , this a cut following the line 3-3 dt the fit 2.
Figure 4 is a fragmentary view in horizontal section. a burner codifies the invention which have andiairw & \ 1 burner of lig, 2 and 5 and shows a preferred arrangement between the burner and a portion of the oombuetion chamber of a wind tower.
The freeze 5 this and section of another set of b: Olep, modified according to the invention.
The ig. 6 this un * ooupo following line 6. 6 of 1 <til. s
Figure 7. And an elevation taken along line 7-7 - of rod 5.
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Fig. 8 is a section taken along line 8-6 of FIG. 5.
Fig. 9 is a vertical section showing a preferred assembly of a blast furnace and burner according to the invention, in which the burners intended for the top of the furnace send their flame directly downwards in a stack.
We will now consider the drawings in more detail, and in particular FIG. 1; there is seen a set of wind tower and burner according to the invention, designated by the general reference 10 The assembly 10 comprises a vertical cylindrical refractory ceramic 11 and a refractory 12 which starts from the bottom 13 of the shell and goes up to 'at a point located a little below a commet in oalotte 14. the partition 12 divides the space delimited by the cylindrical carcass 11 into a combustion chamber 15 and a stacking chamber 16. The stack located at the The interior of chamber 16 is generally designated 17. Assembly 10 also includes four spaced burners each of which is generally indicated in 3.6.
Air is supplied to the burners 18 by a blower 19, through suitable pipes 20 and 21. Fuel is supplied to the burners 10 from a suitable source (not shown) which, in the end, is usually the fuel. blast furnace itself; a blower 22 is provided to pressurize the fuel from the pipes 23 and 24 with a view to bringing it to the burners 18.
In operation, fuel and air are supplied to burners 18 to be intimately mixed and supplied to chamber 15. Combustion takes place in burner 1c and ends in chamber 15, and the hot combustion products take place. move in the area indicated by the arrows we climb through the room to go over the partition
12, descend through the stacking chamber 16 where they heat
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Slow the stacking 17. then go, by a nettle z, from the bottom of the stacking chamber.
16 hune chimney 0 (not shown).
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On * Figures 2 and 3, the burner 18 comprises a body 26 provided with a cylindrical interior surface 27, a pilot portion 28 which has a cylindrical interior surface 29 of diameter slightly smaller than that of the surface 27 and also slightly interior. to that of a burner orifice 30
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provided in the cylindrical carcass 11. An entry oobuat1blé 31 oyat pvrti1o in. the body 26. the burner t8 also includes uno air between 32 defining a passage 33 and oompr.nt, â 1 c; trm.té output of passage 33, fins 34 which OOmmU2ÙI! l! f.ut to l air a swirling or rotary motion.
It will be clear that the air inlet 32 is clearly located: inside the body 26 of the burner 18 and fills a significant part of the central portion of the latter so that the fuel which enters through the inlet 31 can only move in a
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annular passage between the inner surface 27 of the oo4ope 26 and the outer surface of the air inlet 32. Lin 1-onctonnemcnto the fuel admitted by the enc6e 31 makes the; 01 '"the annular space with a swirling movement .) r4ec indicate the arrows on the rod, while advancing <î 5 &! ?? to the burner port 30 indicated in la: ti 4 2.
The air a? Rj7o by passage 33 towards the orifios of burner bzz? but strikes the fins 34 before leaving the passage 33. The ailettas 34 have a volume and a position such as to impart to the air a swirling movement which is directed against the swirling movement given to the fuel by the position of the 'entry 31.
Movements
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Swirling fuel and 1 air inside the b: rt11oul 'bzz's vo11lf.1u4 8 gate causes a rapid anguish. .:. ; '. ift of the 4f eaft; 1u oorpa the centrifugal drill * facilitates will have api u' mixing by the fact that ollt terl.4 project towards 3. "X1'tt
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sieur the swirling air stream, in the swirling fuel stream one senses invernse
As can be seen in fig. 2, the burner 18 comprises a pilot burner 35 to which the fuel is supplied by a pipe 36 and the air by a pipe 37.
The mixture of fuel and air is ignited, inside the pilot light 35, by a spark device 38, so that a flame coming from a paasago 39 causes the ignition of the swirling mixture of fuel ot d air in the pilot portion 28 of the burner 18. Now it has been found that by using this particular arrangement it is possible to obtain an optimum result by using an excess of air of about 100 in the pilot light 35. operate the burner in this way, the flame,
the superheated combustion products and the superheated air move through the swirling fuel to arrive at the interface between the fuel and the air to initiate and initiate combustion.
It has been found that it is possible to operate the burner 18 in a different way, by introducing fuel to the air through passage 33 and introducing air through inlet 31. In this case, air is the outer fluid while the fuel is the inner fluid, but complete mixing occurs even at high rates of combustion of solfe which can also be achieved with a smooth flow of fuel.
The only modification which is desirable to obtain optimum results is to operate the sailblower 35 with excess fuel because, like these, the products which come out first enter the swirling air stream rather. than in fuel *
It has also been found that the burner 18 can be modified by removing the pilot portion 28 and that with this
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modification can be used in conjunction with a bedroom
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combustion chamber comprising a pilot burner in the vicinity of the ort1.:, "burner oe 30.
An apparatus of this kind is shown in FIG. 4 and comprises a burner generally indicated by 40, which is essentially the body 26 of the burner 18, with the fuel inlet 31 and air-centered 32 provided with fins (not shown) for producing a vortex
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air.
However, the body 26 is directly adjacent to the burner orifice 30, so that the current vortex-
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Fuel and air are directed through orifice 30 and into combustion chamber 15, without any pilot flame. Instead of cola, a pilot light indicated by the general reference 41, provided with an air inlet 42,
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a fuel inlet 43 and a spark device 44, sends its flame directly into the Qmbut1on chamber 15 through an orifice 45.
It will be noted that the broleue bzz 'presynto a general direction tangential to Ha partition 1 of the combustion chamber 154 This is a normally preferable arrangement because it minimizes the possibility of
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of overheating of the partition 12 by a blast of flame or by hot combustion products which strike it? direct **
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is lying. It has been found, however, that the opposing senna vortex of the fuel and air streams in the apparatus according to the invention minimizes the possibility of such.
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Our heating is compared to previously known burners which were used in blast furnaces for blast furnaces, In service the combustion progresses in the burner 40 in the same way as in the burner 18.
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We have found that it is possible to obtain the nt4ure. whirling sound oppoeés currents of ocobustible and air in a burner according to the invention without utt..1 .... ser of fins. For example, a burner indicated e4ndrulem, .iit
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par 46 on Ion fig. 5, 6, 7 and 8 comprises an oorjii 47 (tiC. 5) provided with a cylindrical inner surface 48, a pilot portion 49 having an inner cylindrical surface 50 of slightly smaller diameter than that of the surface 48 and
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has a diameter slightly smaller than that of the hole 30 in the cylindrical shell 11.
A pilot hole 51 is provided in the pilot portion 49 for igniting a mixture of fuel and air by means of a pilot (not
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shown) An inlet device 52 tiaecree a posterior wall 53 of the body 47 ot defines an interior paesigo of fluid 54 travursart the body 4 'and and tormJ.4mit just in-); sorter of the portion do ve111úu se 49. The Kïijsuro portion of the inlet 52 has a generally cylindrical shape, but there is an outlet portion having a general shape.
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tapered.
The inlet 52 fills a substantial part of the central portion of the body 47 and, together with the surface AB thereof, forms an annular passage 55 having an area of movement.
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prat3q, constant ucrnt .pur most of 8 & length in the vicinity of burner orifice 30.
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As can be seen in figs 6 and 8, the body 47 of the burner 46 comprises an integral duct 56 which forae a ra9Bngo 57 penetrating into the angular passage 55 and generally upward tangential thereto, the inlet 52 also has an oon - integral duct 58 which defines a passage 59 penetrating inside. The outer radius of passage 59 decreases, by approximately
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18Q, to pass from a value close to the radius of the body 47 to a value close to the radius of the posterior part of the onteo 52 (see also fig. 7).
When the burner 46 is in operation, it receives both fuel and air, one through a supply pipe 60 which connects with passage 57 and the other through a
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alinontation pipe 61 which communicates with passage 59.
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As a result of the general tangential relationship between the passage 57 and the anrular passage 55 and between the passage 59 and the
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internal fluid p8a8ne 54, ot, in addition, owing to the relative position, opposite vortex currents of fuel and air generated in passages 54 and 55, one being directed radially towards the interior versus each other
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and all soft advancing towards the orifice 30 of the burner, outside the pilot portion 49 of the burner 46, as a result of the vortex in the opposite direction and also of the oentriluge fOtaoe, as indicated above,
there is an intimate backdrop of gentle currents.
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The burner 18 (fig. 1, 2 and 3) preferably operates with the air supplied to the inlet 32 and the fuel supplied to the inlet 51 1 Ii'enatjmblo according to the invention, this particularly avantaguux when it does. part of a wind tower in which the gas from the blast furnace is an advantageous fuel and
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economic. However, the blast furnace gas may be more or less dirty. Therefore, it is desirable to introduce it through the inlet 32 than to introduce air through
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stuck this. The blast furnace S "z is likely to deposit oce inpurotea on fins 34 while the air is not at risk of similar deposition.
The burner of rods 5 to 8 can however work just as well with the fuel or the air entering by the weights 59 and 54, the other body entering
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through passages 57 and 55. Cola is true as a result of ilabaonce of fins on which impurities could become diapolorized in burner 46. Note that four burner * 18 space) * vertically
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are represented as directing their tlammo in the combustion chamber 15 of the wind furnace of the flgi 1. In practice, 0 '' 1 a convenient mode of operation.
One burner 18
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which this designed to be used with an oven & range from about 30 m
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do houtc: this designed to send the flame through a shriek of burner 30 with an internal diameter of 1.8 m. One orifice.
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burner with an internal diameter of 3.6 m., which would be necessary to give the mOmo area of section than four or1fioOs of 1.8 m. , would constitute a large proportion of the wall 11 of the furnace enclosing the combustion chamber 15 that the majority of the combustion produced and the flame which exit therefrom would take a generally tangential direction with respect to this wall.
Therefore, several relatively small burners are preferable to a single larger burner. Therefore do
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considerations of encumbrance also, it is preferable that 4.00 various relativorrunt small burns be vortically spaced out behind each other,
Since a significant part of the combustion of the compound
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buatiblo au moyon air 80 unrolls in lue broleure 18, 40 ot.
46, as described above, it is possible to use one or the other of these burners in combination with a
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wind which did not include a combustion chamber oorreapcrnw
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dtmto at chamber 15 of the tit>. 1. Such a burner and blast furnace assembly is indicated by general reference 62 on
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the freeze 9. The ensomblo 62 comprises a shell refraotairo cy lindriquo directed vertically 63, which comprises a bottom 64 and a top one cap 65.
The interior of the shell 63 constitutes a stacking chamber 66 'containing a stack generally indicated by 67. The assembly 62 also includes quatro
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burners 18 which are represented idontiquce to the baleurs 18 of the rod 1 but which can equally well atro lea brolours 40 of FIG. 4 or 46 'dU8 burners freezes 5 to 8.
The intimate and rapid mixing of fuel and air which this occurs in all burners according to the invention and, consequently, the fact that the major part of the combustion takes place in the burners.
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aux-ratmon pumottent to make funoticnner a wind oven in the manner indicated on the fie. gp dirootomett downwards, through a stack that is obauffort In this way, we obtain the maximum lo, heating with a refraotairu shell of a given diameter. The product of combustion, after having dottoandu to heat the stack 67, escapes through an aortio which is cut from the bottom of the stacking chamber 66 towards a ohomine (unopened.
# entéo).
It goes without saying that one could bring divoraua Bodifioationa to the particular details ropréauntda on the drawings and described in connection with ocux-oi, without leaving the mind or the framework of the invasion. For example, although the invonticn oonoerno paxtiouliéremcnt loo burnoure intended for due fourt to go ut la combinai son do 009 burnout avoo duo ovens to vei, t, the burners are also useful in addition to other direct combustion chamber in vurticalomont.