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Perfectionnements aux générateurs de chaleur,
La présente invention concerne des générateurs de cha- leur comprenant une chambre de combustion et un brûleur à combusti- ble liquide ou gazeux, le combustible fourni au brûleur étant brû- lé dans la chambre de combustion et la chaleur développée dans 1a chambre étant utilisée dans un échangeur de chaleur, par exemple pour chauffer de l'air utilisé pour un chauffage d'ambiance dans des usines, bureaux, entrepôts, etc.
Suivant l'invention, un générateur de chaleur comprend une chambre de combustion allongée comportant dos parois d'extrémi- té- opposées et, entre elles, une paroi latérale qui est en substance une surface de révolution autour de l'axe longitudinal de la cham- bre, un brûleur à combustible liquide ou gazeux monté en substance au centre d'une paroi d'extrémité de la chambre et oriente dans le sens longitudinal decelle-ci vers l'autre paroi d'extrémité, le brûleur
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étant construit et agence de manière à produire une flamme Qui s'étend vers l'avant dans la chambre et qui est notablement espacée de sa paroi latérale et de lucres prévues dans la chambre pour évacuer les produits de combustion,
ces lumières étant placées derrière et radialement à l'extérieur de la flamme de aorte que les gaz chauds sont mis en circulation dans la chambre d'abord en un courant passant dans le sens longitudinal de la chambre et en substance au centre de celle-ci vers sa paroi d'extrémité opposée, puis en un courant quipasse en sensinverse le long do la paroi latérale et qui franchit la flamme en direction des lumiè- res, une partie du second courant de gaz étant entrainée à son passage près' de la flamme et étant remise en circulation tandis que le reste des gaz est évacué par les lumières.
Une application pratique de la présente invention est représentée à titre d'exemple aux dessins annexés, dans lesquels! la fige 1 est une coupe verticale du générateur de cha- leur; et, la fig. 2 en est une vue de dessous.
Pour la facilité, on supposera que le générateur est ver- tical quoiqu'il puisse évidemment aussi être disposé de toute autre façon avantageuse.
La chambre de combustion 5, qui est de préférence circu- laire, comprend une paroi latérale 6, une paroi d'ectrémité supérueu. re 7 et une paroi d'extrémité inférieure opposée 6 qui porte un brûleur à huile indiqué d'une manière générale en 9. Le brûleur à huile peut être remplacé par un brûleur à gaz approprié. Des lumiè- res 10 sont ménagées dans la paroi latérale 6 autour du brûleur 9.
Les lumières 10 sont uniformément espacées autour de la chambre de combustion (figt 2) et servent à évacuer des produits de combustion comme décrit plus en détail ci-après. Les lumières 10 seront ap- pelées lumières d'évacuation.
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La chambre de combustion est entoura par une chemise 11 qui procure un espace d'air 12 autour de la chambre 5. De l'air est refoulé (par exemple par un ventilateur, non représente) de bas en haut dans l'espace 12 séparant la chaise 11 de la chambre de combustion 5 et est ainsi chauffé. La chemise 11 qui entoure la chambre 5 forme l'échangeur de chaleur précité. Cet échangeur de chaleur peut être un échangeur de chaleur primaire, l'air sortant en 13 et les gaz de combustion sortant par les lumières d'évacua- tion 10 étant introduits dans un échangeur de chaleur secondaire ou successivement dans plusieurs échangeurs de chaleur s'il le faut..
Quant au brûleur 9, son axe central coïncide avec l'axe longitudinal de la chambre 5 (voir fig. 2). Le brûleur 9 comprend un gicleur 14 alimenté d'huile combustible sous pression par une conduite 15. Du combustible pulvérisé est ainsi projeté vers le haut dans une chambre 16 qui est prolongée axialement en formant un cône 17 pour la sortie de la flamme. Un bottier cylindrique 18 entoure la chambre 16 dont il est espacée et est à son tour en- touré par une enveloppe extérieure 19 du brûleur 9 dont il est espace aussi. L'air comburant fourni au brûleur par la conduite 20 monte autour du bottier 18 et redescend ensuite dans ce dernier.
L'air descendant passe dans la chambre 16 par des tentes 21, 22 et des trous 23. L'air qui circule dans le brûleur 9 comme indiqué est préchauffe avant de pdndtrer dans la chambre 16. Les fentes 21, 22 font tournoyer l'air qui les traverse respectivement en sens inverses.
Le brûleur 9 est pourvu d'allumeurs électriques 24 qui, d'une façon connue$ sont connectes à une alimentation de courant électrique.
De l'air et de l'huile combustible sont fournis au brûleur 9 pour produire une flamme qui s'inscrit en substance dans le cercle projeta a du brûleur 9 et qui est par conséquent
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notablement espacée de la paroi latérale 6. Sa longueur axiale en avant de la paroi 8 est relativement courte avec pour résultat que, pour une chambre de combustion relativement courts, mesurée axialement, et pour une chambre de diamètre relativement petit, il y a un espace d'air relativement grand 25 autour de la flamme.
Il faut, pour que l'invention donne satisfaction, qu'il y ait un espace relativement grand entre la flamme et la paroi 6 et que les lumières 10 soient situées radialement à l'extérieur de la flamme (c'est-à-dire radialement à l'extérieur du cercle projeté a) et qu'elles se trouvent derrière la.flamme, comme le montre la fig. 1. Cependant, quoiqu'il puisse être préférable que la flamme soit axialement courte, cela n'est pas essentiel et dans certains cas, elle peut venir tout près de la paroi d' extrémité 7 ou même toucher cette paroi. En pratique, la largeur de la flamme est comprise approximativement entre un tiers et la moitié du diamètre de la chambre 5.
En pratique,les gaz chauds circulent axialement dans la chambre $ au milieu de celle-ci, depuis la flamme vers la paroi d'extrémité 7. Cette circulation est indiquée par les flèches 26.
Près de la paroi 7, les gaz sont dévies vers l'extérieur en 27 et reviennent, comme indiqué par les flèches 28, le long de la pa- roi latérale 6. Autour de la flamme 31, le courant dé gaz chauds en circulation se divise, une partie du gaz sortant par les lumières 10 (flèches 29) et le reste étant entraîné (flèche 30) par la fias- me 31 et circulant à nouveau dans le sens des flèches 26. Une grande quantité des gaz est ainsi continuellement remise en circulation de sorte que le temps pendant lequel les gaz restent dans la cham- bre de combustion est prolongé (et on utilise ainsi davantage les gaz pour l'échange thermique)* Les gaz les plus chauds for- ment un noyau central qui s'étend axialement par rapport à la chambre 5 vers la paroi d'extrémité 7.
Les gaz relativement plus froids lèchent continuellement la paroi latérale 6. Ces gaz
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sont à une température acceptable par la matière de la paroi et for* ment une couverture annulaire entourant le noyau central et proté- geant la paroi 6 de ce noyau.
Aucune partie de la chambre 5 n'est exposée directement à la flamme; les parois de la chambre sont léchées par des gaz à une température relativement uniforme de sorte que les parois sont elles-mêmes à une température uniforme et un degré de transmission de chaleur élevé se produit à tra- vers les parois*
Les fiammes et les gaz chauds ne peuvent pas passer di- rectement aux lumières d'échappement, ce qui diminuent la durée de séjour des gaz chauds dans la chambre et empêchent par conséquent l'extraction d'une quantité de chaleur optimum des gaz dans l'é- change thermique* On obtient ce résultat en disposant les lumières par rapport à la flamme de manière à réaliser une recirculstion partielle..
L'air qui circule dans l'espace 12 passe autour des lu- mières 10 avant de passer sur la paroi 6. Ainsi, l'air à sa tempé- rature minimum est disponible pour refroidir les lumières 10. Les gaz passant par les lumières en provenance de la chambre 5 ont évidemment aussi été refroidis dans la chambre et ne sont pas à une température excessive.
On peut utiliser n'importe quelle autre construction de brûleur appropriée. Par exemple, le brûleur peut comprendre un pul- vérisateur de combustible liquide et un dispositif pour fournir un courant d'air qui tournoie autour de l'axe du brûleur. Le courant d'air tournoyant et le combustible passent axialement par la petite extrémité d'une chambre conique qui comporte une paroi cylindrique à sa grande extrémité pour contenir l'évasement de la flamme.
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Improvements to heat generators,
The present invention relates to heat generators comprising a combustion chamber and a liquid or gaseous fuel burner, the fuel supplied to the burner being burned in the combustion chamber and the heat developed in the chamber being used in the combustion chamber. a heat exchanger, for example for heating air used for space heating in factories, offices, warehouses, etc.
According to the invention, a heat generator comprises an elongated combustion chamber having opposing end walls and, between them, a side wall which is substantially a surface of revolution about the longitudinal axis of the chamber. - bre, a liquid or gaseous fuel burner mounted substantially in the center of one end wall of the chamber and oriented in the longitudinal direction thereof towards the other end wall, the burner
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being constructed and arranged so as to produce a flame which extends forwardly into the chamber and which is notably spaced from its side wall and from louvers provided in the chamber to discharge combustion products,
these lights being placed behind and radially outside the aorta flame that the hot gases are circulated in the chamber first in a current passing in the longitudinal direction of the chamber and essentially in the center of it towards its opposite end wall, then in a current which passes in the reverse direction along the side wall and which crosses the flame in the direction of the lights, part of the second gas current being carried along as it passes near the flame and being recirculated while the rest of the gas is exhausted through the lights.
A practical application of the present invention is shown by way of example in the accompanying drawings, in which! Fig. 1 is a vertical section of the heat generator; and, FIG. 2 is a view from below.
For convenience, it will be assumed that the generator is vertical although it can obviously also be arranged in any other advantageous way.
The combustion chamber 5, which is preferably circular, comprises a side wall 6, a top end wall. re 7 and an opposite lower end wall 6 which carries an oil burner generally indicated at 9. The oil burner can be replaced by a suitable gas burner. Lights 10 are provided in the side wall 6 around the burner 9.
The lumens 10 are evenly spaced around the combustion chamber (figt 2) and serve to vent combustion products as described in more detail below. Lights 10 will be called escape lights.
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The combustion chamber is surrounded by a jacket 11 which provides an air space 12 around the chamber 5. Air is forced (for example by a fan, not shown) from the bottom up into the space 12 separating it. the chair 11 of the combustion chamber 5 and is thus heated. The jacket 11 which surrounds the chamber 5 forms the aforementioned heat exchanger. This heat exchanger may be a primary heat exchanger, the air exiting at 13 and the combustion gases exiting through the exhaust ports 10 being introduced into a secondary heat exchanger or successively into several heat exchangers. it must..
As for the burner 9, its central axis coincides with the longitudinal axis of the chamber 5 (see fig. 2). The burner 9 comprises a nozzle 14 supplied with pressurized fuel oil via a pipe 15. The atomized fuel is thus projected upwards into a chamber 16 which is extended axially, forming a cone 17 for the exit of the flame. A cylindrical housing 18 surrounds the chamber 16 from which it is spaced and is in turn surrounded by an outer casing 19 of the burner 9 of which it is also a space. The combustion air supplied to the burner by the pipe 20 rises around the casing 18 and then descends into the latter.
The descending air passes into the chamber 16 through tents 21, 22 and holes 23. The air which circulates in the burner 9 as indicated is preheated before entering the chamber 16. The slots 21, 22 spin the air. air flowing through them in reverse directions respectively.
The burner 9 is provided with electric igniters 24 which, in a known manner $ are connected to an electric current supply.
Air and fuel oil are supplied to the burner 9 to produce a flame which substantially fits within the projected circle of the burner 9 and which is therefore
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substantially spaced from side wall 6. Its axial length forward of wall 8 is relatively short with the result that for a relatively short combustion chamber, measured axially, and for a chamber of relatively small diameter, there is a gap relatively large air around the flame.
In order for the invention to be satisfactory, there must be a relatively large space between the flame and the wall 6 and that the slots 10 are located radially outside the flame (that is to say radially outside the projected circle a) and that they are behind the flame, as shown in fig. 1. However, although it may be preferable that the flame be axially short, this is not essential and in some cases it may come very close to the end wall 7 or even touch this wall. In practice, the width of the flame is approximately between one third and one half of the diameter of the chamber 5.
In practice, the hot gases circulate axially in the chamber $ in the middle thereof, from the flame towards the end wall 7. This circulation is indicated by the arrows 26.
Near the wall 7, the gases are deflected outwards at 27 and return, as indicated by the arrows 28, along the side wall 6. Around the flame 31, the current of circulating hot gases continues. divides, a part of the gas exiting by the ports 10 (arrows 29) and the remainder being entrained (arrow 30) by the flask 31 and circulating again in the direction of the arrows 26. A large quantity of the gases is thus continuously delivered. circulating so that the time during which the gases remain in the combustion chamber is prolonged (and thus more gases are used for heat exchange) * The hotter gases form a central core which s' extends axially with respect to the chamber 5 towards the end wall 7.
Relatively cooler gases continuously lick sidewall 6. These gases
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are at a temperature acceptable to the material of the wall and form an annular cover surrounding the central core and protecting the wall 6 of this core.
No part of chamber 5 is exposed directly to the flame; the walls of the chamber are licked by gases at a relatively uniform temperature so that the walls themselves are at a uniform temperature and a high degree of heat transmission occurs through the walls *
The flames and hot gases cannot pass directly to the exhaust ports, which decreases the residence time of the hot gases in the chamber and therefore prevents the extraction of an optimum amount of heat from the gases in the chamber. 'thermal exchange * This result is obtained by arranging the lights in relation to the flame so as to achieve partial recirculation.
The air circulating in the space 12 passes around the lights 10 before passing over the wall 6. Thus, the air at its minimum temperature is available to cool the ports 10. The gases passing through the ports from chamber 5 have obviously also been cooled in the chamber and are not at an excessive temperature.
Any other suitable burner construction can be used. For example, the burner may include a sprayer for liquid fuel and a device for providing a current of air which rotates around the axis of the burner. The swirling air stream and fuel pass axially through the small end of a conical chamber which has a cylindrical wall at its large end to contain the flare of the flame.