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. La présente invention concerne des brûleurs à combustible liquide
Le problème principal qui se pose dans les brûleurs à combustible liquide est d'atomiser efficacement le com- bustible ,et bien qu'on ait fait beaucoup en ce sans, il reste encore des possibilités de perfectionnement. L'inven- tion vise donc à procurer un ajutage à soupape pour un brûleur à combustible liquide , et un brûleur comprenant cet ajutage , qui soit non seulement simple et d'une fabrication facile, mais qui assure une atomisation effi- cace du combustible et dont la commande soit relativement aisée. L'invention vise aussi à procurer un corps pour un brûleur à combustible liquide ,ce corps aidant à obte- nir une atomisation efficace du combustible.
Suivant un aspect de l'invention, une soupape ato- miseuse présente un certain nombre de passages parallèles pour le combustible, disposés autour d'un axe central, chacun de ces passages ayant en coupe transversale la forme d'un segment, les passages se terminant dans un déflecteur perpendiculaire à la direction d'acoulement dans les passages, en sorte que le courant qui sort de l'ajutage ait une composante radiale.
Pour l'utiliser, l'ajutage doit être monté dans une enveloppe extérieure et l'air doit tourbillonner autour de l'ajutage pour se combiner au combustible qui en sort, ce
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qui provoque son atomisation. En pratique, comme le com- bustible passant par les passages étroite est sous pression, il sera, dans une certaine mesure, atomisé dès sa sortie de l'extrémité des passages.
Ordinairement, il y aura un nombre impair de passages ,le nombre préféré étant de trois, de cinq ou de sept.
Dans une disposition pratique suivant l'invention, les passages sont définis entre une tige intérieure et un alésage d'un corps qui l'entoure, la tige présentant un certain nombre de faces planes s'étendant longitudinalement,
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qui définissent la corde du 18#,H's'7a '1i?L$, par exemple, dans une construction à trois passages, la tige aura une section transversale triangulaire. Le déflecteur fait ordinairement corps avec la tige.
Il est avantageux que l'alésage du corps s'épanouis- se vers l'extérieur , vers le déflecteur, en créant ainsi une chambre dans laquelle commence l'atomisation du com- bustible liquide.
De préférence, la tige peut coulisser librement dans l'alésage, et elle est sollicitée par un ressort de façon à rappeler le déflecteur contre l'extrémité de l'enveloppe en sorte que les passages soient fermés.11 faut donc appli- quer une force pour ouvrir les passages lorsqu'on veut utiliser l'ajutage,et il sera.
commode d'emprunter cette force à la pression du combustible.Cette disposition a
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2svntGe, ainsi qu'on l'exposera dans la auitft d'assu- mer une èermc 14-u--c rapide et positivo des passages Icys d'une 'wtA va ou de l'e-rrët de l'arrivée du Qbu9tibla
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évitant ainsi que du combustible liquide restant dans l'orifice de l'ajutage,soif carbonise sous l'action de la.' chaleur rayonner par les parties qui entourent l'ajutage.
Suivant un autre aspect de l'invention, un corps pour le brûleur à combustible liquide comporte au moins un conduit pour le combustible et au moins un conduit pour l'air, le conduit à combustible et le conduit à air étant agences de façon à favoriser l'atomisation du combustible.
Le corps suivant l'invention peut être utilisé avec tour espèce de moyens d'atomisation de combustible.
De préférence, on utilise le corps avec une soupape ato- miseuse telle que celle dont il a été question plus haut.
Le corps est de préférence tel que son extrémité d'éjection du combustible comporte deux conduits à air dis- tinots. L'air peut être introduit dans le corps par une ouverture de celui-ci à l'aide de tous moyens convenables, par exemple à l'aide d'un ventilateur. On prévoit de préfé- rence un registre pour commander l'écoulement de l'air.
En plus du conduit principal à combustible, le corps peut comporter un ou plusieurs conduits à combustible auxiliaires que l'on peut utiliser pour créer une circula- tion continue du combustible, en sorte de faciliter le démarrage du brûleur*
Un brûleur à combustible liquide suivant l'invention est un brûleur à combustible liquide quelconque ayant un corps suivant l'invention.Le brûleur à combustible liquide peut comporter une ou plusieurs chambres intérieures spé- cialement conçues , dasn lesquelles on peut réaliser l'ato- misation du combustible.
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L'invention dans ses deux aspects sera décrite maintenant en se référant à un exemple pratique montré aux dessins joints au présent mémoire, sur lesquels ;
Figure 1 est une élévation d'un ajutage de brûleur suivant l'invention.
Figure 2'est une coupe suivant la ligne 11-11 de la figure 1.
Figure 3 est une coupe suivant la ligne III-III de la figure 1.
Figure 4 est une coupe d'un ensemble de brûleur oomprenant l'ajutage suivant l'invention.
Figure 5 est une coupe d'une forme modifiée de l'en- semble de brûleur montré à la figure 4.
Figure 6 est une vue en plan par dessus de l'ensemble de brûleur représenté à la figure 5.
Figure 7 est une vue par l'arrière de l'ensemble de brûleur montré à la figure 5.
Figure 8 est une vue par devant de l'ensemble de brûleur montré à la figure 5.
Figure 9 est une coupe transversale d'un gueulard à flammes d'une chaudière, montrant l'ensemble du brûleur en place .
Considérant à présent les dessins, et plus parti- culièrement les figures 1 à 3, on voit que l'ajutage sui- vant l'invention comprend un corps 2 avec un alésage 4 dans lequel coulisse une tige de valve 6. La tige est maintenue dans l'alésage 4 entre une bride 8 et un anneau de retenue
10; l'anneau est maintenu sur la tige par une goupille 12 et il retient un ressort à boudin 14 qui agit entre le man-
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chon 10 et l'extrémité du corps 2. Le ressort est tel qu'il sollicite normalement la tige à prendre une position dans laquelle la bride 8 ferme l'alésage 4.
La tige 6 a des faces planes 16 s'étendant longi- tudinalement , qui définissent entre la tige et la paroi de l'alésage 4 une série de passages à combustible 18 dont la coupe transversale a chaque fois la forme d'un segment.
Les faces planes se trouvent normalement dans'le corps, comme montré à la figure 1, mais lorsque le brûleur est en fonctionnement, la pression du combustible passant par les passages 18 force la bride 8 à s'écarter du corps pour prendre une position telle que montrée à la figure 2, en permettant .nsi au combustible de passer sensiblement radialement.
L'alésage 4 est évasé vers l'extérieur en 20 en définissant ainsi une chambre 24 dans laquelle le combusti- ble liquide qui passe par les passages peut commencer à s'atomiser par dilatation du combustible. La grandeur de l'ouverture entre l'orifice évasé et la bride dépendra naturellement de la pression du fluide.
Extérieurement, le corps porte un filet de via 12' , pour le visser dans un porte - ajutage et il présente un col en 26 dans un but qui sera exposé ci-après.
En considérant à présent les figures 4 à 8, celles-ci montrent un ajutage atomiseur du type montré aux figures
1 - 3 ,adapté dans un ensemble de brûleur. L'ajutage est vissé dans une enveloppe 30 qui est elle-même vissée à une canne de brûleur 32 et celle-ci présente un ajutage 34 par où du combustible sous pression sera fourni à l'extrémité
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postérieure de l'ajutage. Dans l'extrémité opposée de 1'enveloppe 30 est engagé un nez de brûleur 36 qui entoure la sortie du combustible provenant des passages. Le nez présents un col 38 s'avançant vers l'intérieur, en un point qui correspond au col 26 de l'ajutage atomiseur.
La canne 32, l'enveloppe 30 et l'ajutage atomiseur sont tous retenus dans un carter 40 ayant un orifice d'entrée d'air 42 ,l'agencement étant tel qu'il y ait un espace d'air 43 qui entoure la canne et l'enveloppe .L'orifice 42 fournit un passage pour l'air primaire fourni par exemple par un ventilateur centrifuge. Un registre 44 règle l'écoulement de l'air.
L'air provenant de l'espace 43 passe par les ori- fices 46 de l'enveloppe à un anneau 48 (figure 4) qui possè- de des trous percés obliquement par où. l'air sort dans l'espace 48' entra les cols 28 et 38 en produisant un effet de tourbillonnement.La disposition des cols aide aux fonctions de tourbillonnement et d'atomisation.L'air qui tourbillonne se mélange au combustible partiellement atc- misé qui sort de l'ajutage , en faisant que l'atomisation se poursuive et en amenant le combustible à la gueule du brûleur 50 où sa turbulence est augmentée encore par eon mélange avec l'air primaire qui sort de l'ouverture 52.
Aux figures 5 à 8, on a montré un élément 64 qui entoure la partie 66 et qui est boulonné au carter 40.
' A la figure 9, l'agencement de brûleur de la figure 4 èt attaché à l'enveloppe de la chaudière et s'avance dans le passage de flammes 54. Un ventilateur 56 fournit de l'air ueondaire à une ouverture 58 dans le passage des flammes.
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Pour faciliter le démarrage, particulièrement lorsqu'on utilise une huile combustible lourde d'une viscosité de par exemple 3500 secondes (Rsdwood I), on peut prendre des dispositions pour faire circuler le combustible de façon continue dans la canne du brûleur.
Le brûleur peut être complètement modulant ,et , suivant le débit du brûleur, la réduction peut être en moyenne de 4 ou 5 : 1. Cette réduction peut être commandée par un signal reçu du pressostat ou du thermostat d'une chaudière pour commander le moteur de modulation qui est relié par une transmission à la vanne modulatrice d'huile et au registre du ventilateur d'air secondaire. Ces deux ensemble peuvent être reliés l'un à l'autre et peuvent être programmés au moyen d'un bloc de cames pour corriger la proportion d'air secondaire relativment à l'huile à brûler, en sorte de maintenir la pression ou la température de la chaudière.
La demanderesse a trouvé qu'un ajutage atomiseur et un brûleur du genre décrit ci-dessus étaient très satis- faisants lorsque l'huile était fournie à l'ajutage sous une pression de 3,5 kg/cmêet à une température d'au moins 93 C et lorsque la pression d'air sur les ventilateurs; est d'en- viron 75 cm de colonne d'eau. Des brûleurs suivant l'inven- tion peuvent brûler des huiles combustibles d'une viscosi-
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té de 35 à, 3500 secondes (Redaood 1) à 380C.
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. The present invention relates to liquid fuel burners
The main problem in liquid fuel burners is to atomize fuel efficiently, and although much has been done without, there is still room for improvement. The invention therefore aims to provide a valve nozzle for a liquid fuel burner, and a burner comprising this nozzle, which is not only simple and easy to manufacture, but which ensures efficient atomization of the fuel and whose control is relatively easy. It is also an object of the invention to provide a body for a liquid fuel burner, which body aids in achieving efficient atomization of the fuel.
According to one aspect of the invention, an atomizing valve has a number of parallel passages for the fuel, arranged around a central axis, each of these passages having in cross section the shape of a segment, the passages being terminating in a deflector perpendicular to the direction of flow in the passages, so that the flow leaving the nozzle has a radial component.
To use it, the nozzle must be mounted in an outer casing and air must swirl around the nozzle to combine with the fuel flowing out of it.
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which causes its atomization. In practice, since the fuel passing through the narrow passages is under pressure, it will to some extent be atomized upon exiting the end of the passages.
Usually there will be an odd number of passes, the preferred number being three, five or seven.
In a practical arrangement according to the invention, the passages are defined between an inner rod and a bore of a body which surrounds it, the rod having a certain number of planar faces extending longitudinally,
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which define the chord of 18 #, H's'7a '1i? L $, for example, in a three-pass construction the rod will have a triangular cross section. The deflector is usually integral with the rod.
It is advantageous for the bore of the body to expand outwardly towards the deflector, thus creating a chamber in which atomization of the liquid fuel begins.
Preferably, the rod can slide freely in the bore, and is spring biased to bias the deflector against the end of the casing so that the passages are closed. Therefore, force must be applied. to open the passages when you want to use the nozzle, and it will be.
it is convenient to borrow this force from the fuel pressure.
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2svntGe, as will be explained in the auitft of assuring a rapid and positive èermc 14-u - c of the Icys passages of a 'wtA va or the e-rret of the arrival of the Qbu9tibla
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thus avoiding that of the liquid fuel remaining in the orifice of the nozzle, thirst carbonises under the action of the. heat radiate from the parts surrounding the nozzle.
According to another aspect of the invention, a body for the liquid fuel burner comprises at least one conduit for the fuel and at least one conduit for the air, the fuel conduit and the air conduit being arranged so as to promote atomization of fuel.
The body according to the invention can be used with all kinds of fuel atomization means.
Preferably, the body is used with an atomizing valve such as that discussed above.
The body is preferably such that its fuel ejection end comprises two separate air ducts. The air can be introduced into the body through an opening thereof using any suitable means, for example using a fan. Preferably, a damper is provided for controlling the flow of air.
In addition to the main fuel duct, the body can include one or more auxiliary fuel ducts that can be used to create a continuous flow of fuel, so as to facilitate burner start-up *
A liquid fuel burner according to the invention is any liquid fuel burner having a body according to the invention. The liquid fuel burner may have one or more specially designed interior chambers in which the atomization can be carried out. fueling.
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The invention in its two aspects will now be described with reference to a practical example shown in the drawings attached hereto, in which;
Figure 1 is an elevation of a burner nozzle according to the invention.
Figure 2 is a section taken along line 11-11 of Figure 1.
Figure 3 is a section along the line III-III of Figure 1.
Figure 4 is a sectional view of a burner assembly including the nozzle according to the invention.
Figure 5 is a sectional view of a modified form of the burner assembly shown in Figure 4.
Figure 6 is a top plan view of the burner assembly shown in Figure 5.
Figure 7 is a rear view of the burner assembly shown in Figure 5.
Figure 8 is a front view of the burner assembly shown in Figure 5.
Figure 9 is a cross section of a boiler flame top, showing the burner assembly in place.
Considering now the drawings, and more particularly Figures 1 to 3, it can be seen that the nozzle according to the invention comprises a body 2 with a bore 4 in which slides a valve stem 6. The stem is held in place. in bore 4 between a flange 8 and a retaining ring
10; the ring is held on the rod by a pin 12 and it retains a coil spring 14 which acts between the sleeve
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chon 10 and the end of the body 2. The spring is such that it normally urges the rod to take a position in which the flange 8 closes the bore 4.
The rod 6 has planar faces 16 extending longitudinally, which define between the rod and the wall of the bore 4 a series of fuel passages 18, the cross section of which is each in the form of a segment.
The planar faces are normally found in the body, as shown in Figure 1, but when the burner is in operation the pressure of the fuel passing through the passages 18 forces the flange 8 away from the body to assume such a position. as shown in Figure 2, by allowing .nsi the fuel to pass substantially radially.
Bore 4 flares outwardly at 20 thereby defining a chamber 24 in which the liquid fuel passing through the passages can begin to atomize upon expansion of the fuel. The size of the opening between the flared orifice and the flange will naturally depend on the fluid pressure.
Externally, the body carries a via 12 'thread, to screw it into a nozzle holder and it has a neck at 26 for a purpose which will be explained below.
Turning now to Figures 4 to 8, these show an atomizer nozzle of the type shown in Figures
1 - 3, suitable in a burner assembly. The nozzle is screwed into a casing 30 which is itself screwed to a burner rod 32 and this has a nozzle 34 through which pressurized fuel will be supplied at the end.
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posterior of the nozzle. In the opposite end of the casing 30 is engaged a burner nose 36 which surrounds the outlet of fuel from the passages. The nose has a neck 38 projecting inward, at a point which corresponds to the neck 26 of the atomizer nozzle.
The rod 32, shell 30, and atomizer nozzle are all retained in a housing 40 having an air inlet port 42, the arrangement being such that there is an air space 43 which surrounds the tube. rod and casing. The orifice 42 provides a passage for the primary air supplied for example by a centrifugal fan. A register 44 regulates the flow of air.
Air from space 43 passes through openings 46 of the casing to a ring 48 (Figure 4) which has holes drilled obliquely through which. the air exits in the space 48 'enters the necks 28 and 38 producing a swirling effect.The arrangement of the necks aids in the functions of swirling and atomization.The swirling air mixes with the partially heated fuel which leaves the nozzle, causing the atomization to continue and bringing the fuel to the mouth of the burner 50 where its turbulence is further increased by mixing with the primary air leaving the opening 52.
In Figures 5 to 8, an element 64 has been shown which surrounds part 66 and which is bolted to housing 40.
In Figure 9, the burner arrangement of Figure 4 is attached to the boiler shell and projects into flame passage 54. A fan 56 supplies air to an opening 58 in the boiler. passage of flames.
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To facilitate starting, particularly when using a heavy fuel oil with a viscosity of for example 3500 seconds (Rsdwood I), arrangements can be made to circulate the fuel continuously in the burner rod.
The burner can be completely modulating, and, depending on the burner output, the reduction can be on average 4 or 5: 1. This reduction can be controlled by a signal received from the pressure switch or the thermostat of a boiler to control the motor. modulation which is connected by a transmission to the modulating oil valve and to the register of the secondary air fan. These two together can be connected to each other and can be programmed by means of a cam block to correct the proportion of secondary air relative to the oil to be burned, so as to maintain the pressure or the temperature. of the boiler.
Applicants have found that an atomizer nozzle and a burner of the type described above are very satisfactory when the oil is supplied to the nozzle at a pressure of 3.5 kg / cm3 and at a temperature of at least. 93 C and when the air pressure on the fans; is about 75 cm of water column. Burners according to the invention can burn combustible oils of viscosity
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tee from 35 to .3500 seconds (Redaood 1) at 380C.