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Lk01u..I:r domertlquo xa1 faible niveau sonory ut haut rendement
La présente invention a pour objet un brûleur à combustible liquide ou gazeux, susceptible d'être employé
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à 1'usaGe domestique sur dos petites chaudières à tirage naturol, donc à foyer un dépression.
Ce brûleur cpmporte en combinaison une buse de pulvérisation de combustible liquide ou d'admission de oom- bustible Gazeux, un ventilateur axial pour fournir de l'air
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de combustion, un diaphragme dont l'ouverture est on forme
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de tuyère convergente et qui eut placé devant la buoo, dos moyens pour faire p:
ls±.1ur h travers ladite ouverture du diaph- ragme une partie de l'air provenant du ventilateur en mtme temps quo le combustible, le mélange de combustible et d'air
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passant à travers ladite ouverture formant, du fait do la forme do cette dernibre, un tourbillon annulaire torique, et dos moyens pour faire arriver une autre partie de l'air sensiblement tansent't1umont au tourbillon perpendiculaire- ment à l'axe du brûleur, grnoc à quoi le tourbillon prend un deuxième mouvement de rotation sous forma do vortex.
De préférence, le brûleur comporte également des moyens pour faire arriver une troisième partie de l'air dans la front do flamme derrière le tourbillon annulaire.
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On a décrit ci 9Oaprlw, h titre d'exemple non limita- tif, un mode de réulltsutlon du brûleur selon l'invention avec référence au dessin annexé dans lequel : la fig. l est une vue en coupe axialo du brûleur, - la f ig.2 est une vue h plus grande échelle de la partie du brûleur où se fait la combustion,
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la fig3 est une coupe suivait 111-Ill do la fig.2
Au dessin, on voit en 1 le carter d'un moteur élec- trique servant à faire fonctionner le brûleur. A l'une des extrémités de l'arbre la de ce moteur est placée une pompe à combustible 2 alors que l'autre extrémité porte une turbine
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axiale constituée par un disque j> à la périphérie duquel est disposée une série d'aubes radiales 4.
Autour du moteur 1 et des aubes 4 est disposé un anneau cylindrique 5 qui est fixé au carter du moteur par des bras 6, Entre cet anneau et le carter se trouve un espace
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annulaire 7 qui sert au passage de l'air de combustion vers la turbine 3-4. A l'entrée de cet espace annulaire est disposé un registre 8 qui est monté coulissant sur le carter 1 et permet de régler le débit de l'air de combustion,
L'anneau cylindrique 5 est prolongé par un conver- gent 9 qui comporte extérieurement un bossage 10, Le conver- gent est ouvert- au droit du bossage et celui-ci contient une cellule photo-électrique 11 destinée à contrôler la présence ou l'absence de la flamme.
Au convergent 9 sont fixées intérieurement une série d'aubes! radiales fixes 12 qui forment redresseur et sont reliées lo@ unes aux autres à leur partie centrale par un disque 1@. Sur celui-ci est fixé un support 14 pouf un Jnjecteur de combustible 15.Le disque 13 porta également la bougie d'allumage 16.
A la partie Inférieure de l'anneau cylindrique est disposée extérieurement une boite étanohe 17 où sont placées les connexions électriques du moteur 1 ainsi qu'un transforma- tour électrique servant à fournir la haute tension nécessaire à l'alimentation des bougies 16.
Lo convergent 9 est terminé par une partie cylindri- que 9a à ;)'intérieur de laquelle est montécoulissant un man- chon 18 formant chambre de combustion, la portion extérieure
18a de ce manchon est conique, comme indiqué en 18a, et porte à son extrémité une bague circulaire 19 et un divergent 19a,
Le manchon 18 porte intérieurement trois ailettes radiales 20, A l'intérieur do ces ailettes est monté coulis- sant un diaphragme 21 présentant une ouverture centrale cir- culaire.
La bord 21a de cette ouverture (fig.2) est recourbé vers l'extérieur de manière à constituer une tuyère convergen- te, Sur la périphérie extérieure du diaphragme est prévuo une
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série d'ailettes 22 inclinées par rapport à des plans radiaux; l'inclinaison est telle que si on prolongeait les ailette*, ces prolongements fictifs seraient tangens à un cylindre intérieur aux ailettes mais situé à proximité de celui-ci.
Entre.ces ailettes et la bague circulaire 19 se trouve un espace annulaire 23 pour le passage d'air tertiaire.
Enfin, la référence 24 désigne une conduite servant à alimenter l'injeoteur 25 en combustible, et reliée au re- foulement de la pompe 2.
Le fonctionnement du brûleur qui vient d'être décrit est le suivant ;
Lorsque le moteur électrique 1 ont mis en marcha, il entraine la pompe 2 qui envoie le combustible au porte- injecteur 14 par la conduite 24.
Le combustible est pulvérisé par l'injecteur 15 dans la chambre de combustion ù travers l'ouverture centrale du diaphragme 21, En même temps le transformateur produit des étincelles entre les électrodes 16 pour permettre l'allumage de ce combustible pulvérisé,
Le motour 1 entraine simultanément la turbine axiale 3 qui, grâce à ses aubes 4, aspire l'air par l'espace annulaire 7 et le refoule à travers les ailettes du redresseur 12. Ces aubes du redresseur transforment l'énergie dynamique de la veine d'air en pression. Cet air est ensuite canalisé par le convergent 9 vers la chambre de combustion.
Une partie de l'air constituant l'air primaire et schématisée par les floches 25 traverse l'ouverture centrale du diaphragme 21 où il se mélan- ge aveo le combustible pulvérisé par 1'injecteur 15 (fig.2).
Le profil en forme de tuyère convergente de l'ouver- ture de ce diaphragme provoque un tourbillon annulaire 26 qui s'enroule sur lui-même de l'intérieur vers l'extérieur. Ce tourbillon est stabilisé dans la zone de dépression du diaph-
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%F 1-1 IV r- , ragme et y tourne sur lui-mime sous forme d'un anneau toroz que*
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Une autre partie du l'air constituant l'air secondai" re et schématisme par lon flocheo 27, traverse la couronne d'a11ottùD 23 perpendiculairement à l'axe du brûleur. Cet air, à la uortie dos ailettes, acquiert une vitesse tangen- tiello et rencontrant Gansiblemont tangentiellement le tourbillon annulaire 16, lui imprime un mouvement de rotation
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comme indiqua par les floches 28 (fig.3).
Cet air 3000nduire se mélange en même temps avec le tourbillon 26 formé par l'air primaire et le combustible ,
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Ce tourbillon a donc, en dfinitivu, un double mouvement un mouvement torique en s'enroulant sur lui-même de l'inté- rieur vurs l'extérieuri et un mouvement circulaire sous for- me de vortex.
Enfin, une autre partie de l'air, constituant l'air
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tertiaire ut schématisée par les flèches 29 oiroule à l'exté- rieur et autour des ailettes 22 pour pénétrer dans la chambre par l'espace annulaire 23 existant entre les ailettes 22 et la bague 19, Cut air tertiaire est projeté perpendiculairement à l'axe du brûleur derrière l'anneau tourbillonnaire 26.
Cette nappe d'air protège le tourbillon annulaire de manière à le maintenir homogene; en même temps par sa direc- tion transversale, elle pénètre dans le front de flamme à la sortie du tourbillon pour achever la combustion
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OraOQ au tourbillon annulaire, on arfivt à aoorooher le front de flamme sans utiliser une grande quantité de mouvement d'air. On peut réaliser ainsi une combustion si- lencieuse à faible niveau sonore et à haut rendement de combustion.
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Le divergent 19a étant exposé au rayonnement de la flamme, sa température monte. Cette température permet d'achever plus rapidement les réactions de combustion dans 'la flamme.
Le brûleur qui vient d'Otre décrit, peut fonctionner également avec du combustible gazeux; il suffit uniquement pour cela de remplacer l'injecteur de pulvérisation par une buse d'admission des gaz.
Il va de soi que l'invention n'est pas limitée au mode de réalisation décrit et représenté mais.en couvre au contraire toutes les variantes.
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Lk01u..I: r domertlquo xa1 low level sonory ut high efficiency
The present invention relates to a liquid or gaseous fuel burner, capable of being used
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domestic use on the back of small naturol draft boilers, therefore with a depression fireplace.
This burner has in combination a nozzle for spraying liquid fuel or an inlet for gaseous fuel, an axial fan to supply air.
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combustion, a diaphragm whose opening is formed
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of converging nozzle and which would have placed in front of the buoo, back means to make p:
ls ± .1ur h through said aperture of the diaphragm part of the air coming from the fan at the same time as the fuel, the mixture of fuel and air
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passing through said opening forming, by virtue of the shape of the latter, an annular toric vortex, and back means for causing another part of the air to arrive substantially at the vortex perpendicular to the axis of the burner, grnoc whereby the tourbillon takes a second rotational movement in the form of a vortex.
Preferably, the burner also comprises means for causing a third part of the air to enter the flame front behind the annular vortex.
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There has been described here 9Oaprlw, by way of non-limiting example, a mode of réulltsutlon of the burner according to the invention with reference to the accompanying drawing in which: FIG. l is an axial sectional view of the burner, - fig. 2 is a view h on a larger scale of the part of the burner where combustion takes place,
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fig3 is a section following 111-Ill do fig.2
In the drawing, we see at 1 the casing of an electric motor used to operate the burner. At one end of the shaft 1a of this engine is placed a fuel pump 2 while the other end carries a turbine
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axial constituted by a disc j> at the periphery of which is arranged a series of radial vanes 4.
Around the engine 1 and the vanes 4 is arranged a cylindrical ring 5 which is fixed to the motor housing by arms 6, Between this ring and the housing is a space
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annular 7 which serves to pass the combustion air to the turbine 3-4. At the entrance to this annular space is arranged a register 8 which is slidably mounted on the casing 1 and makes it possible to adjust the flow rate of the combustion air,
The cylindrical ring 5 is extended by a convergent 9 which has a boss 10 on the outside. The convergent is open to the right of the boss and the latter contains a photocell 11 intended to control the presence or absence of flame.
At the convergent 9 are internally fixed a series of blades! fixed radials 12 which form a rectifier and are connected lo @ to each other at their central part by a disc 1 @. On this is fixed a support 14 for a fuel Jnjector 15. The disc 13 also carried the spark plug 16.
At the lower part of the cylindrical ring is externally disposed an etanohe box 17 where the electrical connections of the motor 1 are placed as well as an electrical tower transformer serving to supply the high voltage necessary to supply the spark plugs 16.
The convergent 9 is terminated by a cylindrical part 9a to;) 'inside which is mounted a sleeve 18 forming a combustion chamber, the outer portion
18a of this sleeve is conical, as indicated at 18a, and carries at its end a circular ring 19 and a diverging part 19a,
The sleeve 18 carries three radial fins 20 inside. Inside these fins is slidably mounted a diaphragm 21 having a circular central opening.
The edge 21a of this opening (fig. 2) is curved outwards so as to constitute a converging nozzle, on the outer periphery of the diaphragm is provided a
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series of fins 22 inclined with respect to radial planes; the inclination is such that if the fins * were extended, these fictitious extensions would be tangent to a cylinder inside the fins but located close to it.
Between these fins and the circular ring 19 is an annular space 23 for the passage of tertiary air.
Finally, the reference 24 designates a pipe serving to supply the injector 25 with fuel, and connected to the discharge of the pump 2.
The operation of the burner which has just been described is as follows;
When the electric motor 1 has started up, it drives the pump 2 which sends the fuel to the injector holder 14 through line 24.
The fuel is atomized by the injector 15 into the combustion chamber through the central opening of the diaphragm 21, At the same time the transformer produces sparks between the electrodes 16 to allow the ignition of this atomized fuel,
The motour 1 simultaneously drives the axial turbine 3 which, thanks to its blades 4, sucks the air through the annular space 7 and delivers it through the fins of the stator 12. These stator vanes transform the dynamic energy of the duct. air pressure. This air is then channeled through the convergent 9 to the combustion chamber.
Part of the air constituting the primary air and shown schematically by the flanges 25 passes through the central opening of the diaphragm 21 where it mixes with the fuel sprayed by the injector 15 (FIG. 2).
The converging nozzle-shaped profile of the opening of this diaphragm causes an annular vortex 26 which winds on itself from the inside to the outside. This vortex is stabilized in the depression zone of the diaph-
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% F 1-1 IV r-, ragms and turns on itself in the form of a toroz ring that *
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Another part of the air constituting the secondary air and schematically by lon flocheo 27, passes through the ring of a11ottiD 23 perpendicular to the axis of the burner. This air, at the outlet of the fins, acquires a tangential speed. tiello and meeting Gansiblemont tangentially the annular tourbillon 16, gives it a rotational movement
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as indicated by the floches 28 (fig. 3).
This air 3000nduire mixes at the same time with the vortex 26 formed by the primary air and the fuel,
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This tourbillon therefore has, ultimately, a double movement, a toric movement by winding on itself from the inside to the outside and a circular movement in the form of a vortex.
Finally, another part of the air, constituting the air
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tertiary ut schematized by arrows 29 oiroule on the outside and around fins 22 to enter the chamber through the annular space 23 existing between fins 22 and ring 19, Tertiary air is projected perpendicular to the axis burner behind the swirl ring 26.
This layer of air protects the annular vortex so as to keep it homogeneous; at the same time by its transverse direction, it penetrates into the flame front at the exit of the vortex to complete combustion
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OraOQ with the annular vortex, we arfivt to aoorooher the flame front without using a large amount of air movement. Quiet combustion with low noise level and high combustion efficiency can thus be achieved.
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The divergent 19a being exposed to the radiation of the flame, its temperature rises. This temperature allows the combustion reactions in the flame to be completed more quickly.
The burner which has just been described can also operate with gaseous fuel; all that is needed is to replace the spray injector with a gas inlet nozzle.
It goes without saying that the invention is not limited to the embodiment described and shown but on the contrary covers all the variants thereof.