BE863745A - Procede et appareil pour la combustion de combustibles liquides, gazeux ou en forme de poudre - Google Patents

Procede et appareil pour la combustion de combustibles liquides, gazeux ou en forme de poudre

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BE863745A
BE863745A BE184983A BE184983A BE863745A BE 863745 A BE863745 A BE 863745A BE 184983 A BE184983 A BE 184983A BE 184983 A BE184983 A BE 184983A BE 863745 A BE863745 A BE 863745A
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BE
Belgium
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emi
combustion
air
chamber
fuel
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BE184983A
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Inventor
J A Alpkvist
R G A Tornkvist
L R Wurzig
Original Assignee
Foerenade Fabriksverken
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23CMETHODS OR APPARATUS FOR COMBUSTION USING FLUID FUEL OR SOLID FUEL SUSPENDED IN  A CARRIER GAS OR AIR 
    • F23C3/00Combustion apparatus characterised by the shape of the combustion chamber
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23DBURNERS
    • F23D11/00Burners using a direct spraying action of liquid droplets or vaporised liquid into the combustion space
    • F23D11/36Details, e.g. burner cooling means, noise reduction means
    • F23D11/44Preheating devices; Vaporising devices
    • F23D11/441Vaporising devices incorporated with burners
    • F23D11/443Vaporising devices incorporated with burners heated by the main burner flame
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23CMETHODS OR APPARATUS FOR COMBUSTION USING FLUID FUEL OR SOLID FUEL SUSPENDED IN  A CARRIER GAS OR AIR 
    • F23C7/00Combustion apparatus characterised by arrangements for air supply
    • F23C7/02Disposition of air supply not passing through burner
    • F23C7/06Disposition of air supply not passing through burner for heating the incoming air
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23MCASINGS, LININGS, WALLS OR DOORS SPECIALLY ADAPTED FOR COMBUSTION CHAMBERS, e.g. FIREBRIDGES; DEVICES FOR DEFLECTING AIR, FLAMES OR COMBUSTION PRODUCTS IN COMBUSTION CHAMBERS; SAFETY ARRANGEMENTS SPECIALLY ADAPTED FOR COMBUSTION APPARATUS; DETAILS OF COMBUSTION CHAMBERS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F23M5/00Casings; Linings; Walls
    • F23M5/08Cooling thereof; Tube walls
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  • Spray-Type Burners (AREA)

Description


   <EMI ID=1.1> 

  
La présente invention concerne un procédé et un appareil pour la combustion de combustibles liquides, gazeux ou en forme de poudre, et plus particulièrement pour la combustion de ces combustibles à une pression relativement basse aussi bien pour le combustible que pour l'air de combustion. 

  
 <EMI ID=2.1> 

  
 <EMI ID=3.1> 

  
 <EMI ID=4.1> 

  
de cette manière des problèmes qui existent dans les procédés et appareils déjà connus, par exemple une combustion imparfaite, une teneur élevée en oxyde de carbone, une formation de coke à teneur élevée en oxyde de carbone dans la tête du brûleur, etc, surchauffe de diverses parties du brûleur, etc. Le procédé et l'appareil selon l'invention peuvent être utilisés dans de nombreux domaines techniques différents et pour de nombreux buts différents, par exemple

  
en connexion avec des brûleurs pour cheminées, pour machines à vapeur, turbines à vapeur, turbines à gaz, moteurs à air chaud, moteurs à gaz chaud, etc.

  
On connait déjà des brûleurs comprenant une tête de brûleur à travers laquelle un combustible liquide est forcé sous pression élevée, de telle manière que le combustible soit atomisé lorsqu'il quitte la tête du brûleur, ou dans lesquels le combustible est forcé de passer à travers la dite tête de brûleur par de l'air sous une pression élevée, et de cette manière le liquide est également atomisé lorsqu'il quitte la dite tête de brûleur. De tels brûleurs présentent divers inconvénients.

   Ils présentent des limites relativement étroites de réglage, l'angle divergent pour le combustible atomisé est modifié selon la pression et selon la vitesse du combustible éjecté; le risque existe d'une formation de coke qui obstrue la tête du brûleur, celui-ci exige une pompe à haute pression pour le combustible ou pour l'air d'injection, la flamme de la combustion est souvent longue, et la chaleur est concentrée dans la flamme dans une région située à une certaine distance de la tête du brûleur, des problèmes difficiles se posent  <EMI ID=5.1> 

  
 <EMI ID=6.1> 

  
manière relativement rapide, la combustion est relativement inégale et incomplète en laissant une teneur élevée d'oxyde de carbone et d'oxyde d'azote dans les gaz d'échappement, le brûleur possède une capacité relativement basse et doit par conséquen&#65533; présenter des dimensions relativement grandes .

  
Il a été proposé de prévoir un brûleur ayant un diffuseur rotatif à la place de la tête de compression mentiinnée ci-dessus ;

  
de tels diffuseurs rotatifs peuvent présenter la forme d'un disque rotatif présentant un grand nombre de&#65533;etites perforations tout autour de sa périphérie à travers lesquelles le combustible est projeté au dehors par la force centrifuge. De tels brûleurs peuvent donner une meilleure combustion que les appareils mentionnés ci-dessus qui présentent des têtes de brûleur sous pression, et leur avantage principal sera qu'on ne doit pas prévoir dans l'installation une pompe à haute pression pour le combustible ou pour l'air de bombustion. L'appareil présente cependant d'autres inconvénients : dans ce brûleur le risque existe d'une formation

  
 <EMI ID=7.1> 

  
situés à la périphérie du disque du brûleur; on doit avoir un moteur tournant à vitesse très élevée pour rejeter le combustible, ce moteur nécessitant une précision très élevée dans sa fabrication aussi bien en ce qui concerne les parties électriques que les parties mécaniques, plus spécialement pour le^ supports et pour les dispositifs de montage, etc, et selon les tolérances très petites un tel moteur sera relativement coûteux. Comme dans les brûleurs mentionnés ci-dessus ayant des têtes de brûleur sous

  
 <EMI ID=8.1> 

  
pression, l'atomisation du combustible se fait également par petites

  
 <EMI ID=9.1>  manière relativement fine ou avec des têtes de brûleur rotatives, l'atomisation du combustible donne des gouttelettes relativement grandes, lesquelles en général ne permettent pas d'obtenir une combustion optimale. Egalement, dans les diffuseurs rotatifs le

  
 <EMI ID=10.1> 

  
rapport au diffuseur et par conséquent le brûleur pour de tels diffuseurs doit présenter des dimensions relativement grandes.

  
Aussi bien les brûleurs présentant des têtes sous pression que les brûleurs présentant des diffuseurs rotatifs, présentent des inconvénients par cela qu'ils exigent des combustibles liquides, généralement relativement-légers., et en général ils ne rendent pas possible la combustion de combustibles lourds, de mélanges de combustibles lourds et légers, et de combustibles solides sous forme de poudre.

  
L'un des objets dé la présente invention est de former

  
le brûleur avec une capacité quasi élevée que possible et qui présent en même temps des dimensions aussi petites que possible sans présenter le risque d'un mauvais fonctionnement, par exemple

  
 <EMI ID=11.1> 

  
 <EMI ID=12.1> 

  
 <EMI ID=13.1> 

  
cet mélangé avec l'air de combustion dans la chambre de combustion et dans lequel moins un" partie de- la tête brûleur se pro-

  
 <EMI ID=14.1>  combustible et une meilleure combustion. Selon un mode particulier de réalisation d'un tel brûleur, le tube du brûleur est replié à

  
 <EMI ID=15.1> 

  
de cette manière le combustible sera mécaniquement décompose lorsqu'il sera soumis à la friction pendant son écoulement, contre les parois du tube du brûleur et il frappera les parois de ce brûleur le long

  
 <EMI ID=16.1> 

  
la température élevée. A cause de la dite évaporation, le tube du brûleur est en général dénommé "tube évaporateur". Des brûleurs ayant un tube évaporateur présentent plusieurs avantages par rapport au brûleur déjà connu; par exemple ils peuvent agir à pression basse aussi bien du combustible que de l'air de combustion, il n'y a pratiquement pas de combustion du tube ou de formation de coke

  
 <EMI ID=17.1> 

  
différents de combustibles liquides ou en forme de poudre, ou pour des mélanges de tels combustibles, ils possèdent une capacité appré-

  
 <EMI ID=18.1> 

  
d'azote que les brûleurs mentionnés ci-'dessus, déjà connus.

  
 <EMI ID=19.1>  <EMI ID=20.1>  <EMI ID=21.1> 

  
capacité élevée au brûleur et des élevées de travail .

  
 <EMI ID=22.1>  Afin de résoudre le problème de surchauffe, il a été proposé de refroidir les parois de la chambre de combustion en introduisant une partie de l'air de combustion radialement vers l'intérieur à travers les parois de la chambre de combustion, mais une telle méthode réduit la capacité du brûleur et la combustion sera moins parfaite. Il a été également proposé de prévoir plusieurs petits tubes d1 évaporât ion à un certain rayon du centre de la chambre

  
 <EMI ID=23.1> 

  
ce cas également un refroidissement est nécessaire par l'introduction d'une certaine quantité de l'air à travers les parois de la chambre de combustion, et de plus l'appareil sera relativement coûteux.

  
 <EMI ID=24.1> 

  
formé avec un arc en U à bords aigus, et une partie de l'air de combustion est employée aussi bien pour refroidir le tube évaporateur que pour améliorer la décomposition du combustible pendant son  écoulement à travers le combustible évaporateur, et l'air de combustion est introduit substantiellement en direction axiale à contre..courant par rapport à la direction du combustible injecté. avec 

  
Former l'arc en U/des bords aigus présente des avantages en cela

  
que le combustible, par le changement brusque de la direction d'écoulement, subit un effort mécanique qui facilite et accélère la décomposition du combustible, et le- combustible reçoit également

  
 <EMI ID=25.1> 

  
et de combustible et en même temps la température est répartie uniformément dans le combustible et le combustible dans l'évaporateur est quelque peu refroidi. En introduisant déjà une partie de l'air

  
 <EMI ID=26.1> 

  
 <EMI ID=27.1> 

  
 <EMI ID=28.1> 

  
substantiellement améliorée du combustible en petites gouttelettes et qu'une combustion substantiellement plus uniforme est obtenue

  
 <EMI ID=29.1> 

  
dans les gaz de combustion. En même temps, l'air froid qui est mélangé avec le combustible effectue un certain refroidissement

  
du tube évaporateur.

  
Des essais importants ont montré que les dimensions du tube évaporateur présentent une grande importance pour le bon fonctionnement de l'appareil et au moins les paramètres suivants doivent être étudiés :
- le volume du tube, en tenant compte de la chute de pression du combustible ou de l'air de combustion et la possibilité de manger le combustible avec l'air de combustion ;
- la relation des masses entre le combustible et l'air de combustion;
- la région de transmission de la chaleur externe du tube, laquelle doit être suffisamment grande pour permettre l'évaporation d'une quantité maximale de combustible mais qui doit rester suffisse ment faible peur que le tube ne soit pas brûlé lorsque la quantité de quantité de combustible est basse;
- la forme en arc de cercle du tube évaporateur; <EMI ID=30.1>  combustible dans le tube évaporateur,

  
 <EMI ID=31.1> 

  
teur qui est située à l'intérieur de la chambre de combustion doits

  
 <EMI ID=32.1> 

  
 <EMI ID=33.1> 

  
 <EMI ID=34.1> 

  
 <EMI ID=35.1>  
 <EMI ID=36.1> 
 <EMI ID=37.1> 

  
évaporateur, "di" représente le diamètre interne du tube évaporateur et L est la longueur totale de la partie du tube évaporateur qui se trouve à l'intérieur de la chambre de brûleur.

  
D'une manière empirique il a été montré que la valeur 4 Dy : (di) 2 doit être_ comprise entre 0,3 et 0,8, ou de préférence entre

  
0,35 et 0,50 et, ainsi qu'il est évident de la formule ci-dessus, cette valeur est indépendante de la longueur du tube évaporateur.

  
 <EMI ID=38.1> 

  
indépendante du type de combustible utilisé.

  
Il est évident qu'une valeur de 4 Dy : (di)<2> inférieure à 0,3 donne des tubes relativement imparfaits, donnant des vitesses d'écoulement basses du combustible, des gouttelettes relativement grosses, une combustion imparfaite et un mélange imparfait d'air et combustible. Une valeur supérieure à 0,8 donne des tubes étroits avec une vitesse d'écoulement élevée du combustible ou du mélange combustible-air, ce qui peut donner des chocs de pression ainsi que des fumées, et un mélange imparfait est obtenu du combustible et de la partie de l'air de combustion qui est, alimentée au tube évaporateur.

  
Il a été montré que la relation de longueur entre les différentes parties du tube évaporateur, c'est-à-dire de la partie

  
 <EMI ID=39.1> 

  
avoir une certaine influence sur la décomposition et sur l'évaporation du combustible et sur la capacité de mélange du combustible avec l'air de combustion dans la chambre de combustion. Par consé-

  
 <EMI ID=40.1>  être plus longues que la partie à 90[deg.]. Afin d'obtenir une bonne évaporation du combustible,un mélange du combustible avec l'air

  
qui est alimenté directement au tube évaporateur, et une bonne décomposition mécanique du combustible, la partie d'admission du tube devrait être substantiellement plus longue que la partie à 90[deg.]. Cependant,la relation mutuelle de longueur entre les différentes parties doit être calculée en tenant compte de la capacité envisagée, c'est-à-dire de la quantité maximale de combustible injectée, de la vitesse d'écoulement du combustible et de l'air. De préférence, une partie portion essentielle de la partie d'admission est située à l'intérieur de la chambre de combustion de telle sorte que cette portion introduite dans la chambre de combustion absorbe la chaleur de combustion et fournisse une bonne évaporation du combustible.

  
 <EMI ID=41.1> 

  
suffisamment loin du fond de la chambre de combustion pour que

  
le combustible ou le mélange combustible-air soit brûlé d'une manière substantiellement complète avant d'atteindre le fond de la chambre de combustion pour que le combustible ne doit pas dispersé sur le dit fond de la chambre de combustion.

  
Ainsi qu'il a été mentionné ci-dessus, l'un des objets de la présente Invention est de donner au brûleur des dimensions aussi petites que possible, mais il &#65533;a encore le problème d'éviter des températures si élevées que les parois de la chambre du brûleur puissent être endommagées, par exemple permettant l'apparition d'incrustations. Il est connu, par exemple en connexion avec les moteurs "jet", d'introduire de l'air supplémentaire radialement

  
vers l'intérieur dans la chambre de combustion à travers les parois de la chambre de combustion, mais de cette manière la température de combustion est abaissée et on obtient'une combustion moins parfai-te, surtout parce qu'il n'est pas possible de contrôler de manière efficace la relation entre le combustible et l'air. Dans le cas du moteur "jet" on désire- obtenir une pression de gaz aussi élevée,que

  
température de

  
possible mais on ne cherche pas à obtenir une/combustion aussi élevée que possible, une combustion aussi complète que possible

  
et le maintien des dimensions du brûleur à des valeurs aussi petites que possibles. La dite méthode déjà connue ne convient par conséquent pas dans le cas présent. Un autre objet de la présente invention est par conséquent de prévoir un brûleur ayant une capacité aussi élevée que possible ou une combustion aussi complète que possible et des dimensions aussi petites que possible, et dans lequel le problème de la possibilité d'une surchauffe nuisible des

  
 <EMI ID=42.1> 

  
Selon un autre aspect de la présente invention, le dit problème est résolu par le fait que l'admission de l'air de combustion se fait au fond de la chambre de combustion de sorte

  
que l'air de combustion pénètre dans la chambre de combustion substantiellement en direction axiale et l'admission comprend plusieurs pentes radiales, chacune de celles-ci ayant une ailette dirigeant le courant et imprimant au courant d'air un mouvement hélicoïdal, avec ce résultat que l'on obtient un mélange d'air et de combustible très satisfaisant et la combustion se fait pratiquement de manière unitaire et sans concentration de chaleur sur les parois de la chambre de combustion, comme cela se produit dans les modes de réalisation déjà connus.

   Selon un mode spécial de réalisation de la présente invention, l'air de combustion est également introduit à travers un passage en labyrinthe à l'extérieur de la chambre de combustion en forme de coupe, de sorte que l'air froid de combustion à contre-courant par rapport à la direction de combustion pourra s'échapper le long des parois de la chambre

  
de combustion en refroidissant ces parois avant que l'air ne

  
pénètre dans l'admission pour l'air prévu au fond de la chambre

  
de combustion.

  
L'invention sera maintenant décrite plus en détail

  
ci-après en se reportant aux dessins ci-joints qui montrent des modes préférentiels de réalisation de l'invention.

  
Dans les dessins, la figure 1 montre schématiquement à l'échelle entière un mode préférentiel de réalisation d'un brûleur selon l'invention destiné à brûler des combustibles liquides, gazeux ou solides. La figure 2 est une coupe axiale faite à travers un brûleur ayant un ttibe de combustion du type illustré dans la figure 1. La figure 3 est-une coupe-axiale faite à travers un brûleur selon l'invention quand elle est appliquée à un appareil servant pour le chauffage d'un agent de transfert de chaleur, et la figure 4 est une coupe faite le long de la ligne IV-IV de la figure 3. La figure 1 montre d'une manière générale une chambre de combustion 1 ayant un brûleur 2 selon l'invention.

  
D'une manière .conventionnelle, la chambre de combustion

  
 <EMI ID=43.1> 

  
 <EMI ID=44.1> 

  
en direction vers l'extérieur. Dans le fond 4 de la chambre de combustion on prévoit une admission pour l'air fourni par plusieurs fentes 5 se dirigeant radialement autour du centre 6 de la chambre de combustion et présentant des ailettes 7 dirigeant le courant et imprimant à l'air de combustion qui pénètre un mouvement de rotation.

  
Le brûleur 2 comprend un"tube de brûleur" ou tube dit  <EMI ID=45.1> 

  
 <EMI ID=46.1> 

  
chambre de combustion 1. Le tube évaporateur 8 est formé de trois parties qui sont connectées l'une avec l'autre à angles d'environ

  
 <EMI ID=47.1> 

  
 <EMI ID=48.1> 

  
angle d'environ 90[deg.],

  
A l'extrémité d'admission de la partie 8a, le tube évapora-

  
 <EMI ID=49.1> 

  
 <EMI ID=50.1> 

  
 <EMI ID=51.1> 

  
 <EMI ID=52.1> 

  
être un tank ou :récipient combustible liquide^ gazeux ou

  
 <EMI ID=53.1> 

  
 <EMI ID=54.1>  

  
de combustion est reçu et d'OÙ une petite quantité de l'air de

  
 <EMI ID=55.1> 

  
 <EMI ID=56.1> 

  
 <EMI ID=57.1> 

  
Selon_la présente-Invention, une certaine quantité d'air est mélangée avec du combustible dans la chambre de mélange 10 avant que le combustible ne pénètre dans le tube évaporateur 8, et

  
 <EMI ID=58.1> 

  
favorable pour la réalisation d'une combustion très satisfaisante donnant de faibles teneurs en oxyde de carbone et en oxyde ci;azote.

  
L'introduction d'air dans la chambre de mélange 10 doit cependant

  
se faire entre des limites prédéterminées. Lorsqu'on introduit

  
de l'air dans la chambre de mélange en quantités allant jusqu'à

  
8% en poids de la quantité totale d'air de combustion, la combustion est améliorée de façon continue et les teneurs en oxydes de carbone et d'azote sont réduites, probablement parce qua la quantité d'air introduite a facilité la décomposition mécanique du combustible

  
en petites gouttelettes et a facilité également l'influence thermique sur le combustible pour la vaporisation du combustible. En partant

  
 <EMI ID=59.1> 

  
 <EMI ID=60.1> 

  
 <EMI ID=61.1>  empêchant la surchauffe et la combustion du tube. Si la quantité d'air introduite dans la chambre de mélange se trouve dans les environs de la limite supérieure de 15 à 20 % en poids, le risque existe que l'air provoque un refroidissement trop fort du mélange combustible-air, plus spécialement lorsqu'il y a une puissance élevée et une vitesse d'écoulement forte du mélange combustible-air, ce qui donnerait une combustion imparfaite. En considérant la possibilité de contrôler le brûleur, la quantité d'air introduit devrait être comprise entre 4 et 15% en poids ou de préférence

  
entre 8 et 12% en poids.

  
Des essais ont été faits avec des tubes dvaporateurs présentant une partie arrondie, mais il a été trouvé que cela

  
donne une combustion moins parfaite et en même temps le risque de surchauffe du tube d'évaporât ion augmente à l'endroit de la dite partie arrondie. Il est par conséquent important que le tube évaporateur soit replié par des bords aigus. Le tube évaporateur pourra présenter n'importe quelle forme de section appropriée; de préférence, ce tube sera fait de tubes circulaires.

  
Afin de prévoir une combustion efficace sans risque de surchauffe des parole de la chambre de combustion, l'air de combustion est introduit axlalement à travers le fond 4 de la chambre de combustion 1, et le tube évaporateur 8 est monté de telle manière que la partie d'écho de ce tube évaporateur se

  
 <EMI ID=62.1> 

  
 <EMI ID=63.1> 

  
des parois de la chaire de combustion, la partie qui est destinée

  
 <EMI ID=64.1>  ment, refroidit les parois 3 de la chambre de combustion 1 pendant son écoulement vers l'arrière vers le fond 4 de cette chambre de combustion. D'une manière correspondante, les gaz d'échappement peuvent également être refroidie grâce à leur alimentation vers l'arrière dans une chambre 22 de gaz d'échappement,, et la masse qui doit être chauffée par le brûleur sera ainsi fournie dans un

  
 <EMI ID=65.1> 

  
telle sorte que les gaz chauds de combustion passeront, ou seront alimentés à travers la dite masse avant de pénétrer dans la chambre
22 des gaz d'échappement. 

  
Dans le mode de réalisation de la présente invention illustré dans la figure 3, la chambre de combustion 1 présente

  
la forme d'un cylindre circulaire constitué par des parois 3 et par un fond 4 dans lequel se trouve disposée l'entrée 5 pour

  
 <EMI ID=66.1> 

  
 <EMI ID=67.1> 

  
lorsque le mélange combustible-air quitte la chambre de combustion et pourrait, comme dans le mode de réalisation illustrée présenter

  
 <EMI ID=68.1> 

  
selon les conditions opératoires cette relation pourrait être supérieure ou Inférieure à la dite valeur de 1:1. L'admission d'air au fond- de la, chambre de combustion est créée par'plusieurs fentes 6 présentant des ailettes 7 qui dirigent le courante ces  ailettes étant repliées par rapport au dit fond. 

  
Les dites ailettes 7 qui dirigent le courant sont estampées

  
 <EMI ID=69.1> 

  
 <EMI ID=70.1>  traverse la dite admission. Afin de former le courant d'air dans les meilleures conditions le fond 4 de la chambre de combustion diverge coniquement vers l'extérieur, d'un angle conique d'environ

  
 <EMI ID=71.1> 

  
meilleure combustion possible, les parois 3 de la chambre de combustion peuvent également être légèrement divergentes en direction vers l'extérieur, par exemple d'un angle de 5 à 10[deg.].

  
Il a été montré que l'addition d'air au combustible mentionnée ci-dessus traversant': le conduit à combustible 11 est particulièrement avantageuse dans le cas d'un combustible liquide dans lequel la quantité d'air présente facilite davantage la réduction des dimensions des gouttelettes de combustible en accélérant et améliorant ainsi l'évaporation du combustible. L'air de combustion est reçu de la chambre à air 19, laquelle est connectée de manière étanche avec l'extrémité externe de la chambre de combustion 1, et qui est formée avec une admission

  
à travers laquelle l'air est alimenté au moyen de la pompe ou ventilateur 18 par l'intermédiaire d'une valve de contrôle 24. Entre les parois 3 de la chambre de combustion et les parois externes 25 de la chambre à air 19 se trouve prévu un espace annulaire divisé en un labyrinthe 21 au moyen d'un corps en forme de labyrinthe 26 lequel avec les parois 27 de ce corps se prolonge dans le dit espace annulaire, le divisant en deux parties substantiellement similaires. L'extrémité externe

  
du corps en forme de labyrinthe 26 est espacée par rapport à l'extrémité de la chambre à air 19 afin de permettre un retour de l'air depuis la partie externe de labyrinthe 21a jusqu'à la partie interne.en forme de labyrinthe 21d. Entre le fond 28 de la chambre à air 19 et le fond 29 du corps en forme de labyrinthe 26, se trouve la chambre 19 d'admission d'air et la partie principale de l'air est introduite depuis cette chambre 19 dans la chambre

  
de combustion par l'intermédiaire des labyrinthes 21a et 21d respectivement et d'une chambre de dilatation 30 formée entre

  
le fond 4 de la chambre de combustion et le fnnd 29 du corps de labyrinthe. En dépassant la partie de labyrinthe externe 21a, la vitesse d'écoulement de l'air augmente, et la vitesse d'écoulement est encore davantage augmentée lorsque l'air traverse la partie

  
de labyrinthe interne 21b, et la vitesse d'écoulement peut alors diminuer dans la chambre de dilatation 30 hors de laquelle l'air est introduit dans la chambre de combustion avec une vitesse relativement basse, en passant à travers les fentes d'air 5 de la chambre de combustion.

  
La quantité d'air de combustion et la quantité de cambustible sont contrôlées respectivement au moyen des valves

  
13 et 24, ces valves étant de préférence interconnectées par des moyens de contrôle communs 31. L'air de combustion qui entre, et qui présente une température égale à la température ambiante à

  
l'entrée 23, est légèrement chauffé pendant son passage à travers le passage de labyrinthe externe 21a, et ce chauffage est augmenté jusqu'à un niveau apprécialement plus grand lorsqu'il traverse

  
le passage de labyrinthe interne 21b en même temps que l'air

  
 <EMI ID=72.1> 

  
avec la direction d'écoulement des gaz de combustion, puisque la température de l'air est substantiellement inférieure à la température des gaz de combustion.

  
Selon un mode particulier de réalisation de la présente invention, selon lequel la chambre de combustion présente un

  
 <EMI ID=73.1> 

  
de combustible liquide ont été pompés par secondes à travers le tube évaporateur 8, ce qui correspond à une puissance de 50 kW, on a obtenu une température maximale d'environ 2200[deg.]C pour les

  
gaz de combustion, tandis que l'air de combustion à l'entrée 23 possédait une température d'environ 20[deg.]C et une température dans la chambre* de dilatation 30 de 750[deg.]C. Grâce au refroidissement

  
des parois 3 de la chambre de combustion au moyen de l'air de combustion, la température des parois 3 pouvait être maintenue substantiellement an-dessous de la température critique correspondant à la température de formation d'incrustations, laquelle dans ce cas était de 1150[deg.]C. Egalement, grâce au refroidissement efficace par l'air de combustion et grâce au tourbillonnement spécial du courant d'admission au fond de la chambre de combustion, il a été possible de réaliser une puissance très élevée avec un volume très faible du brûleur.

  
Dans les figures 3 et 4, le brûleur est connecté avec un réchauffeur 35 pour l'eau, pour le gaz, pour l'air ou pour tout autre agent. Un domaine très spécial d'application est constitué par les moteurs à air chaud ou à gaz chaud dans lesquels l'air opératoire ou le gaz opératoire pourront être chauffés rapidement à une température très élevée, et dans ce cas le réchauffeur

  
35 présente la forme d'un système fermé de chenal à air ou à gaz ayant des tubes récepteurs de chaleur 36 dont on n'a illustré

  
que quatre tubes, et des collecteurs 37. Les tubes 36 récepteurs de chaleur sont montés en serpentin et se prolongent axialement juste à l'extérieur de la chambre de combustion 1, et les gaz

  
de combustion peuvent ainsi passer entre les tubes récepteurs

  
de chaleur 36 et sortir à travers un chanal d'échappement 39.

  
Ce chenal d'échappement 39 est formé entre les parois externe

  
25 de la chambre à air 19 et une enveloppe d'échappement 38 qui contient aussi bien le brûleur 2 que&#65533;e réchauffeur 35. Les gaz d'échappement passant en direction vers l'arrière vers le chenal
39 sont refroidis à contre-courant par rapport à l'air qui traverse le labyrinthe externe 21a.

  
Afin de permettre un allumage du mélange combustible-air lorsque le brûleur est froide on prévoit une bougie d'allumage

  
40 dans la chambre de combustion devant l'embouchure 9 du tube évaporateur 8, et cette bougie d'allumage 40 est connectée d'une manière connue en soi avec une source de courant électrique (non illustrée) pour produire une étincelle d'allumage. Alternativement, la bougie d'allumage 40 pourra être montée dans la chambre de mélange 10 ou à tout autre endroit du tube évaporateur 8. Un allumage pourra également être obtenu par une augmentation de

  
la quantité d'air par rapport à la quantité de combustible de telle manière que le mélange combustible-air puisse être allumé.

  
L'appareil décrit ci-dessus fonctionne à une pression basse du combustible et à. une vitesse d'écoulement basse de l'air de combustion et il est par conséquent possible d'employer de

  
 <EMI ID=74.1> 

  
problèmes spéciaux d'étanchéité comme cela se produit dans les systèmes à haute pression déjà connus. Selon la pression relativement basse du combustible et selon la vitesse d'écoulement de l'air, on obtient une combustion efficace à une faible distance du point de sortie du combustible, et cela donne la possibilité d'employer des combustibles en forme de poudre, comme par exemple la poudre de charbon, ce qui est également rendu possible grâce

  
à la surface interne relativement grande du tube évaporateur.

  
Il est bien entendu que la description donnée ci-dessus avec les divers modes de réalisation de l'invention telle qu'illustrée dans les dessins ci-joints n'a été donnée qu'à titre d'exemple et que de nombreuses modifications pourront être apportées tout en restant endéans la portée des revendications.

  
 <EMI ID=75.1>  

  
 <EMI ID=76.1> 

REVENDICATIONS. 

  
 <EMI ID=77.1> 

  
 <EMI ID=78.1> 

  
ou un mélange combustible air est alimenté dans une chambre de

  
 <EMI ID=79.1> 

  
tube relativement grand (8), le combustible étant ainsi, pendant

  
 <EMI ID=80.1> 

  
mécaniques et thermiques, et le combustible est alimente avec

  
une quantité prédéterminée d'air avant son introduction dans le tube (8), cet air étant mélangé avec le combustible dans le tube

  
 <EMI ID=81.1> 

  
 <EMI ID=82.1> 

  
l'air supplémentaire de combustion alimenté à travers des orifices

  
 <EMI ID=83.1> 

  
et avec lequel le mélange combustible air est mélangé et brûlé.

Claims (1)

  1. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que <EMI ID=84.1>
    quantité totale d'air de combustion, est mélangé avec le combustible
    <EMI ID=85.1>
    <EMI ID=86.1>
    <EMI ID=87.1>
    quantité totale d'air de combustion est, alimentée au combustible avant l'introduction de celui-ci dans le tube de brûleur (8).
    4. Procédé selon n'importe laquelle des revendications
    <EMI ID=88.1>
    terminée d'air sont mélangés dans une chambre de mélange (10) ayant l'introduction du, mélange combustible-air dans tube.-de brûleur (8).
    <EMI ID=89.1>
    précédentes, caractérisé ce que le combustible et l'air dans le tube de brûleur (8) circulent en au moins trois directions subséquentes d'écoulement disposées à angle l'une par rapport à l'autre.
    6. Procédé selon n'importe laquelle des revendications précédentes, caractérisé en ce que le combustible et l'air de combustion sont alimentés à pression basse tous deux.
    7. Procédé selon n'importe laquelle des revendications précécientes, caractérisé en ce que le combustible et une quantité prédéterminée d'air sont introduits dans un tube de brûleur (8)
    à parois minces et dont les dimensions sont telles que la relation existant entre la surface totale du tube (8) et son volume total
    <EMI ID=90.1>
    8. Appareil pour la mise en oeuvre du procédé selon n'importe laquelle des revendications précédentes, comprenant
    un tube de brûleur (8) s'ouvrant dans une chambre de combustion
    (1) dans laquelle l'air de combustion est introduit, caractérisé en ce que le tube de brûleur (8) est sur une partie substantielle de sa longueur situé à l'intérieur de la chambre de combustion (1), le tube (8) étant replié à 1$0[deg.] et l'extrémité d'admission du tube
    (8) étant connectée avec une chambre de mélange (10) dans laquelle
    <EMI ID=91.1>
    mélangés avant de pénétrer dans le tube (8), et la partie de
    <EMI ID=92.1>
    chambra de combustion (1) et au centre axial (6) de celle-ci. 9" Appareil selon 8, caractérisé en ce
    <EMI ID=93.1>
    <EMI ID=94.1>
    <EMI ID=95.1>
    comprend une pluralité de fente" air (5) présentant:, chacune <EMI ID=96.1>
    un mouvement hélicoïdal.
    11. Appareil selon la revendication 10, caractérisé en ce que les fentes (5) sont disposées radialement et sont distribuées de manière uniforme sur le fond (4) de la chambre
    <EMI ID=97.1>
    <EMI ID=98.1>
    chambre de combustion.
    12. Appareil selon n'importe laquelle des revendications 8 à 11, caractérisé en ce que le fond (4) de la chambre de
    <EMI ID=99.1>
    <EMI ID=100.1>
    13. Appareil selon n'importe laquelle des revendications
    8 à 10. caractérisé en ce que la chambre de combustion (1) est entourée d'une chambre à air (lgbis) dans laquelle l'air de combustion passe à travers l'ouverture d'admission d'air (5) prévue sur le fond (4) de la chambre de combustion.
    14. Appareil selon la revendication 13, caractérisé en
    ce que la chambre à air (19) est constituée par un espace annulaire
    <EMI ID=101.1>
    et cet espace (21) est divisé en un labyrinthe d'écoulement par un corps de labyrinthe (26) lequel par sa paroi (27) est monté
    <EMI ID=102.1>
    <EMI ID=103.1>
    (21b).
    <EMI ID=104.1>
    <EMI ID=105.1>
    <EMI ID=106.1>
    <EMI ID=107.1>
    <EMI ID=108.1> (21a) et ensuite dans le chenal de labyrinthe interne (21b)
    à contre-courant par rapport au gaz de combustion dans la chambre
    <EMI ID=109.1>
    16. Appareil selon les revendications ou. 15, caractérisé en ce que le corps du labyrinthe (26) présente une chambre
    de dilatation (30) pour l'air de combustion, située entre le corps de labyrinthe (26) et!le fond (4) de la chambre de combustion
    (1), et l'air de combustion pénètre depuis la chambre (30) dans l'admission d'air (5) de la chambre de combustion.
    17. Appareil selon la revendication 8, caractérisé en ce que la chambre de mélange (11) prévue à l'extrémité d'admission du tube de brûleur (8) est située à l'extérieur de la chambre
    de combustion (1).
    18. Procédé et appareil pour la combustion de combustibles liquides, gazeux ou à l'état de poudre, substantiellement comme décrits, et tels qu'illustrés par les dessins ci-joints.
BE184983A 1977-02-23 1978-02-08 Procede et appareil pour la combustion de combustibles liquides, gazeux ou en forme de poudre BE863745A (fr)

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