CH468597A - Installation de mise en émulsion d'hydrocarbures liquides et d'eau, destinée à l'alimentation d'un brûleur - Google Patents

Description

  



  Installation de mise en émulsion d'hydrocarbures liquides et d'eau,
 destinée à l'alimentation d'un brûleur
 On a constaté qu'il était possible d'améliorer les conditions de combustion des hydrocarbures liquides utilisés pour l'alimentation des installations de chauffage en y incorporant, sous forme d'émulsion, une certaine quantité d'eau. On observe notamment une très forte réduction des imbrûlés et des agents de pollution atmosphérique.



   Pour obtenir une marche satisfaisante des brûleurs, il faut toutefois assurer un dosage et une émulsion parfaits de l'hydrocarbure et de l'eau. La présente invention a pour objet une installation satisfaisant à ces conditions techniques.



   La présente invention a pour objet une installation de mise en émulsion d'hydrocarbures liquides et d'eau destinée à l'alimentation d'un brûleur, qui est caractérisée en ce qu'elle comporte une canalisation d'arrivée d'hydrocarbure et une canalisation d'arrivée d'eau, munies de clapets de retenue, un robinet doseur sur chacune desdites canalisations, un mélangeur assurant le mélange de l'eau et de l'hydrocarbure entre eux et avec les retours de mélange et d'émulsion de l'installation, une pompe aspirant dans ledit mélangeur, et comportant un retour vers le mélangeur avec clapet de retenue pour l'excédent de son débit, et un émulsionneur alimenté en mélange sous pression par ladite pompe et alimentant le brûleur avec un retour vers le mélangeur avec clapet de retenue pour l'excédent de son débit.



   Le dessin représente, à titre d'exemple, un mode de réalisation de l'installation, objet de l'invention:
 la fig. 1 est un schéma d'ensemble de l'installation
 la fig. 2 est une vue en coupe d'un robinet doseur;
 la fig. 3 est une vue en coupe longitudinale du mélangeur;
 la fig. 4 en est une vue en coupe par IV-IV de la fig. 3;
 la fig. 5 est une vue en coupe longitudinale axiale d'un émulsionneur pour petits débits;
 la fig. 6 est une vue en coupe axiale d'un émulsionneur pour grands débits.



   L'installation représentée schématiquement à la   fig. I    comporte une canalisation 1 d'alimentation en hydrocarbure sous pression, par exemple en mazout, et une canalisation d'amenée en charge 2 pour l'eau. Sur chacune de ces canalisations sont montés un clapet de retenue, respectivement 3 et 4, et un robinet doseur qui sera décrit plus en détail ci-après et désigné par la référence générale 5 et 6 respectivement.



   Les deux canalisations débouchent par des raccords 7 et 8 dans un mélangeur 9 qui sera décrit plus en détail ci-après. Sur ce mélangeur est également raccordée une canalisation 10 munie d'un clapet de retenue 11 pour le retour au mélangeur du flux de by-pass d'une pompe 12 dont la canalisation d'aspiration 13 est également branchée sur le mélangeur.



   La pompe 12 refoule, par une canalisation 13a, le mélangeur d'eau et de mazout aspiré du mélangeur dans un émulsionneur 14 qui sera décrit plus en détail ciaprès, la sortie 15 de cet émulsionneur alimentant le brûleur. Une canalisation de retour 16 de l'émulsionneur est également branchée sur le mélangeur 9 et elle comporte également un clapet de retenue 17.



   L'eau et le mazout arrivent sous des quantités réglées par les robinets doseurs 5 et 6 au mélangeur 9 où ils se trouvent mélangés avec le mélange en retour de la pompe amené au mélangeur par la canalisation 10 et à l'émulsion qui fait retour, par la canalisation 16, de l'émulsionneur 14. Ce mélange est aspiré par la canalisation 13, passe dans la pompe 12 et est refoulé sous pression par la canalisation   1 3a    de l'émulsionneur 14 où le mélange est transformé en une émulsion d'une haute finesse avant d'être envoyé au brûleur. 



   Les robinets doseurs 5 et 6 sont du type à boisseau représenté à la fig. 2. Le robinet comporte un corps 18 muni de deux raccords opposés 19 réunis par un canal 20 ayant une section carrée ou rectangulaire. Le corps 18 est traversé par un perçage tronconique dont   l'axe    est perpendiculaire à l'une des faces du canal 20. Dans ce perçage tronconique est monté le noyau 21 de la clé 22 du robinet, l'étanchéité étant assurée par un joint torique 23 et par un joint 24 de forme tronconique, placé dans un logement correspondant réalisé dans le corps 18 au débouché de la plus petite base du perçage tronconique, ce joint étant comprimé par un plateau 25 soumis à la poussée d'un ressort 26 qui bute d'autre part contre une rondelle 27 solidarisée avec une queue 28 prolongeant le noyau 21 de la clé.



   Le perçage 29 du noyau de la clé a également une section carrée ou rectangulaire de façon à assurer, par coopération avec les parois du canal 20 du corps, une section de passage variant progressivement de façon linéaire en fonction de la rotation de la clé.



   A sa partie supérieure le noyau 21 comporte une collerette 30 qui porte à sa périphérie des graduations, non visibles au dessin, qui, par coopération avec un index porté par le corps, permettent de repérer la position angulaire de la clé et en conséquence, la valeur de la section du passage assuré par coopération des canaux 20 et 29. Une partie 31 de la collerette 30 présente une saignée en arc de cercle et le corps d'une vis 32 se vissant dans le corps 18 passe dans ladite saignée de manière que la tête de vis 33 vienne en saillie audessus du bord de la collerette, ce qui permet de bloquer la clé dans sa position de réglage.



   Le mélangeur représenté aux fig. 3 et 4 comporte essentiellement un corps 34 qui, dans l'exemple représenté, a une section hexagonale. Ce corps comporte un alésage axial 35 avec, dans le plan médian, une gorge 36 et deux gorges 37, 38 de part et d'autre et à une certaine distance de la gorge 36. Le corps 34 comporte en outre, au droit de la gorge 36, un perçage de diamètre relativement grand 39 qui se prolonge par un perçage 40 se terminant par un taraudage 41 dans un embout raccord 42 soudé sur le corps 34. Il comporte, de plus, un deuxième perçage 43 de plus petit diamètre qui débouche le long d'une génératrice haute de l'alésage 35.



  Ce passage 43 débouche d'autre part à l'extérieur du corps 34 dans un chambrage 44 d'un embout 45 soudé sur le corps 34. L'extrémité du chambrage 44 est taraudée en 46 pour recevoir un bouchon 47 percé axialement. Sous ce bouchon est placée une rondelle 48 qui forme siège pour une bille 49 poussée par un ressort 50. L'ensemble constitue un purgeur de type connu permettant d'évacuer l'air qui peut s'amasser dans le mélangeur. Le corps 34 comporte en outre, au droit de chacune des gorges 37, 38, un perçage 51 qui se prolonge par un chambrage 52 taraudé en 53 (voir fig. 4) dans un embout raccord 54 soudé sur le corps 34. Les deux extrémités du corps 34 sont taraudées en 55 et 56 respectivement.



   Dans le corps 34 est enfilée une bague 57 comportant des perçages radiaux 58 mettant en communication l'intérieur de cette bague avec la gorge 36 au droit de laquelle elle se trouve. La surface interne de ladite bague est profilée, comme visible à la fig. 3, afin d'assurer un écoulement hydrodynamique convenable des fluides qui arrivent à ses deux extrémités et qui sortent par les trous 58. De part et d'autre de cette bague sont montés des diffuseurs venturi 59 et 60 dont la partie à faible conicité 61, 62, ou diffuseur, est dirigée vers la bague 57. De part et d'autre des deux diffuseurs venturi sont engagées des bagues gicleurs 63, 64 qui viennent au droit des gorges 37, 38 et qui présentent sur leur surface externe des gorges formant avec les gorges 37, 38 un chambrage annulaire.

   L'extrémité 65, 66 de ces bagues qui est dirigée vers l'entrée des diffuseurs venturi est munie d'un chanfrein arrondi. Au droit de ces chanfreins arrondis débouchent des perforations 67, 68 qui projettent le jet du fluide venant des chambrages annulaires 37, 38 vers l'entrée du venturi. L'empilage de la bague 57 des diffuseurs venturi 59, 60 et des bagues gicleurs 63, 64 est maintenu serré par deux bouchons 69, 70, vissés dans les taraudages 55 et 56 du corps 34. Ces bouchons sont alésés axialement en 71, 72 et taraudés en 73, 74 pour former raccords pour les canalisations 10 et 16. Le corps des bouchons 69, 70 se prolonge par des embouts 75, 76 à l'intérieur des bagues 63, 64.



   Les canalisations 1 et 2 sont raccordées sur les embouts-raccords 54 qui débouchent dans les chambrages annulaires 37 et 38. Le mazout et l'eau introduits sous forme de jet par les trous de gicleurs 67 et 68 se trouvent mélangés dans les diffuseurs venturi 59 et 60 avec l'émulsion en retour de l'émulsionneur arrivant par la canalisation 16 branchée sur le bouchon-raccord 69 et avec le mélange retour de la pompe arrivant par la canalisation 10 branchée sur le bouchon-raccord 70, respectivement. Les deux mélanges se trouvent eux-mêmes mélangés au droit de la bague 57, passent dans les orifices 58 et sont aspirés dans le chambrage 36 par la canalisation d'aspiration 13 de la pompe branchée sur l'embout-raccord 42.



   Suivant la puissance de l'installation,   rémulsionneur    14 est constitué de préférence par l'émulsionneur du type représenté à la fig. 5 pour les petites puissances, et par l'émulsionneur représenté à la fig. 6 pour les puissances plus importantes. L'émulsionneur représenté à la fig. 5 comporte un corps cylindrique 77, présentant un chambrage interne 78 avec un redan 79 résultant d'une différence d'alésage. Les deux extrémités du chambrage sont taraudées en 80, 81 respectivement. Dans   l'extré-    mité 81 est vissé un bouchon-raccord 82 percé axialement sur lequel est raccordée la canalisation d'alimentation du brûleur. Dans l'autre extrémité est vissé un bouchon-raccord 83 taraudé en 84 pour le raccordement de la canalisation de refoulement   1 3a    de la pompe 12.

   Le bouchon 83 est alésé en 85 et taraudé en 86.



  Dans l'alésage 85 est engagé un noyau cylindrique 87 qui est fileté pour se visser dans le taraudage 86.



  L'extrémité opposée à la partie filetée présente un diamètre légèrement inférieur à l'alésage 85 de manière à réserver un passage annulaire périphérique de faible section 89. Ce passage périphérique débouche dans une gorge 90 à la périphérie du noyau, gorge qui est en communication par des perçages radiaux 91, avec un perçage axial borgne 92 dans le corps du noyau, per çage qui est en communication avec le chambrage taraudé 84 du bouchon 83. On conçoit que le mélange arrivant de la pompe passe par le perçage longitudinal 92, les perçages radiaux 91, la gorge 90 et   -le    passage annulaire 89 pour être projeté sous forme d'un voile cylindrique à l'extrémité de l'ensemble constitué par le bouchon-raccord 83 et le noyau 87.

   Dans le chambrage du corps est en outre monté un corps noyau 93 qui vient en butée contre le redan 79 et qui est maintenu en appui contre ce redan par une bague d'écartement 94 disposée entre sa face amont et la face aval du bouchon-raccord 83. Sur la face amont du corps noyau 83 est réalisée une chemise cylindrique mince 95 se terminant par une arête 96.

   L'arête 96 a un diamètre correspondant au diamètre moyen du passage cylindrique annulaire 89 et elle se trouve à une faible distance du débouché de ce passage annulaire de manière que le jet liquide sortant de ce passage annulaire sous forme d'une lame cylindrique mince, vienne frapper ladite arête et se trouve dispersé dans la masse remplissant l'espace entre la bague annulaire 94 et la chemise 95 et dans la chambre à l'intérieur de la paroi cylindrique 95 qui a pour effet d'assurer une émulsion parfaite en même temps que l'apparition de vibrations mécaniques à l'intérieur de la masse liquide. Le corps noyau 93 comporte un passage axial 97 conduisant dans la chambre aval de l'émulsionneur entre ledit corps noyau et le bouchonraccord 82.



   Dans le mode de réalisation représenté, le corps noyau comporte en outre un embout 98 qui vient en saillie axialement dans ladite chambre aval et qui se termine par une portée tronconique au centre de laquelle débouche le perçage axial 97. Cet embout comporte en outre des perçages radiaux 99 débouchant dans le per çage axial 97. Un perçage radial 100 taraudé est réalisé dans le corps, au droit de ladite chambre aval, pour le raccordement de la canalisation 16. Dans la chambre aval est d'autre part monté coulissant un corps de clapet 101 dont l'extrémité faisant face à la portée de l'embout 98 comporte un siège tronconique 102 se prolongeant par un perçage axial 103 muni d'un clapet à bille 104, ladite bille étant poussée par un ressort 105. Le corps de clapet 101 est poussé en appui sur l'embout 98 par un ressort taraudé 106.

   En l'absence de débit, le ressort 106 pousse le corps de clapet 101 en appui sur l'embout et le clapet à bille 104 est fermé. Lorsque la pompe débite, le clapet à bille 104 s'ouvre et le corps de clapet 101 se trouve décollé de l'embout, le débit de l'émulsion qui passe dans le perçage axial 103 étant constitué pour partie par celui sortant de l'alésage axial 97 et pour partie par celui qui passe entre la portée de l'embout et son siège en provenance du chambrage et des perçages radiaux 99.



   Dans la fig. 6 est représenté un émulsionneur permettant un plus gros débit d'émulsion. Il est constitué essentiellement par deux cloches 107 et 108 réunies par des flasques 109, 110 serrés par des boulons 111. Le sommet de la cloche 107 comporte un alésage 112 avec une portée tronconique 113 au débouché dans la cloche.



  Dans cet alésage et sur ce siège est monté un support de gicleur 114 dont la tige comporte une partie filetée 115 qui permet le serrage d'une portée de forme correspondante de ce support de gicleur sur la portée 113 de la cloche, à l'aide d'un écrou 116 qui assure en même temps le serrage d'un joint 117. L'extrémité du support de gicleur qui se trouve au-delà de l'écrou 116 est filetée en 118 pour le raccordement sur la canalisation de refoulement 13a de la pompe 12. L'extrémité du portegicleur qui se trouve à l'intérieur de la cloche est chambrée et taraudée en 119 et sur ce taraudage est vissé le corps de gicleur 120, I'étanchéité étant assurée par un joint 121 inséré dans un logement convenable du portegicleur.

   Le corps de gicleur comporte un perçage axial 122 et la périphérie du corps présente une collerette 123 de section en double tronc de cône au droit de laquelle sont réalisés des perçages radiaux 124 qui débouchent dans le perçage axial 122. Le corps de gicleur se prolonge vers le haut par une tige cylindrique 124, à la base de laquelle se trouve une collerette formant siège 125, le but de cette tige et de cette collerette étant décrit ci-après.



   Dans le plan de jonction entre les cloches 107 et 108 est montée une bague annulaire 126 en une matière élastique résistant aux hydrocarbures par exemple en tétrachlorure de vinyle. A l'intérieur de cette bague est disposée une lame annulaire 127 en métal dont le bord intérieur forme une arête 128. De part et d'autre de cette lame 127 et solidarisés avec elle par des rivets 129, sont disposés deux plateaux 130, 131 qui sont d'autre part solidarisés avec la bague élastique 126 par des rivets 132.



  Les deux plateaux 130 et 131 comportent en leur centre des flasques 133, 134 qui se trouvent espacés d'une certaine distance de la lame annulaire 127 et qui se terminent par des lèvres 135, 136 légèrement en saillie par rapport à l'arête 128 et qui laissent des passages entre elles et le corps du gicleur.



   Les jets de mélange sortant des passages radiaux 124 viennent frapper sur l'arête 128 et leur dispersion à l'intérieur de la chambre annulaire délimitée par les flasques 134 provoque une mise en vibration de l'équipage mobile porté par la bague annulaire élastique 126, ce qui crée des vibrations à fréquence ultrasonique au sein de la masse.



   L'émulsionneur comporte en outre de préférence, comme représenté à la fig. 6, des déflecteurs constitués par un flasque circulaire 137, un flasque en coupelle 138 et un flasque tronconique 139 empilés avec, entre le flasque 138 et le flasque 139, une bague d'espacement 140. L'ensemble est enfilé sur la tige 125 ci-dessus décrite et maintenu en appui par un ressort 141 sur la portée 125. Des trous ou orifices 142 percés dans les parties superposées du flasque 138 et de la partie centrale du flasque 137 permettent le passage direct de l'émulsion, qui sort de l'orifice entre la lèvre 136 et le corps du gicleur, dans l'espace compris entre les flasques 138 et 139 dont les bords sont sensiblement perpendiculaires à la paroi interne de la cloche 108.

   Dans le sommet de la cloche 108 sont en outre réalisés un certain nombre de canaux radiaux 142 en communication par un orifice central avec l'intérieur de la cloche 108, ces canaux radiaux taraudés servant aux raccordements des canalisations alimentant le ou les brûleurs.

Claims (1)

1. REVENDICATION Installation de mise en émulsion d'hydrocarbures liquides et d'eau, destinée à l'alimentation d'un brûleur, caractérisée en ce qu'elle comporte une canalisation d'arrivée d'hydrocarbure et une canalisation d'arrivée d'eau, munies de clapets de retenue, un robinet doseur sur chacune desdites canalisations, un mélangeur assurant le mélange de l'eau et de l'hydrocarbure entre eux et avec les retours de mélange et d'émulsion de l'ins- tallation, une pompe aspirant dans ledit mélangeur et comportant un retour vers le mélangeur avec clapet de retenue pour l'excédent de son débit, et un émulsionneur alimenté en mélange sous pression par ladite pompe et alimentant le brûleur avec un retour vers le mélangeur avec clapet de retenue pour l'excédent de son débit.

   SOUS-REVENDICATIONS 1. Installation selon la revendication, caractérisée en ce que les robinets doseurs sont des robinets à boisseau, la clé et le corps du robinet comportant des passages de sections rectangulaires ou carrées pour permettre un réglage linéaire du débit.

   2. Installation selon la revendication et la sousrevendication 1, caractérisée en ce que dans le robinet doseur la clé est solidaire d'une collerette circulaire munie sur sa périphérie d'une graduation, ladite graduation coopérant avec un repère porté sur le corps.

   3. Installation selon la revendication et les sousrevendications 1 et 2, caractérisée en ce que dans le robinet doseur la collerette de la clé comporte une saignée circulaire dans laquelle est engagée une vis de blocage vissée dans le corps du robinet.

   4. Installation selon la revendication, caractérisée en ce que le mélangeur comprend un corps avec un chambrage cylindrique avec, dans ce chambrage, une gorge centrale et deux gorges latérales, trois raccords débouchant respectivement dans ladite gorge centrale et dans lesdites gorges latérales, ledit chambrage étant fermé à ses deux extrémités par deux bouchons-raccords, une bague perforée montée dans ledit chambrage au droit de la gorge centrale, deux diffuseurs venturi montés dans le chambrage de part et d'autre de la bague avec leur partie à faible conicité dirigée vers ladite bague, deux bagues gicleurs montées respectivement entre l'entrée d'un diffuseur venturi et le bouchon-raccord d'extrémité correspondant,

   chaque bague comportant à sa périphérie une gorge venant au droit de la gorge latérale correspondante et dans laquelle débouchent des perçages obliques qui débouchent, à leur autre extrémité, sur une surface d'extrémité en secteur torique convexe pour que les jets provenant desdits perçages soient dirigés vers l'entrée du diffuseur venturi.

   5. Installation selon la sous-revendication 4, caractérisée en ce que le mélangeur comporte un purgeur débouchant dans la gorge centrale.

   6. Installation selon la revendication, caractérisée en ce que l'émulsionneur est constitué par un diffuseur assurant la projection du mélange sous forme d'une lame contre une arête fixe.

   7. Installation selon la sous-revendication 6, caractérisée en ce que l'émulsionneur comprend un corps avec un chambrage cylindrique, comportant à une extrémité un bouchon-raccord prolongé par un corps alésé dans lequel est monté un noyau dont l'extrémité a un diamètre inférieur à l'alésage du corps pour réaliser un jeu cylindrique, ce jeu aboutissant dans une gorge annulaire reliée par des perçages radiaux et longitudinal au raccord du bouchon, le noyau réalisant avec le corps un gicleur annulaire et un corps noyau cylindrique maintenu espacé du bouchon par une bague formant espaceur, ce corps portant une lame cylindrique, au diamètre du gicleur annulaire, terminée par une arête, ledit corps noyau étant percé axialement,

   le chambrage du corps de l'émuîsionneur comportant en outre en aval dudit corps noyau un raccord pour le branchement d'une canalisation de retour et ce chambrage étant fermé à son extrémité opposée par un bouchon de raccordement avec l'alimentation du brûleur.

   8. Installation selon la sous-revendication 7, caractérisée en ce que l'émulsionneur comporte un dispositif d'arrêt, le corps noyau étant prolongé à l'opposé de la lame cylindrique à arête par un embout cylindrique à extrémité tronconique traversé par le perçage axial et un corps de clapet étant monté coulissant dans le chambrage du corps d'émulsionneur, ce corps de clapet étant alésé et présentant un siège coopérant avec l'extrémité tronconique de l'embout, ce siège communiquant avec un canal axial contrôlé par un clapet à bille et le corps de clapet étant poussé en appui contre l'embout par un ressort.

   9. Installation selon la sous-revendication 8, caractérisée en ce que des perçages radiaux dans l'embout du corps noyau mettent en communication le perçage axial de celui-ci avec le chambrage dans lequel débouche la canalisation de retour.

   10. Installation selon la sous-revendication 6, caractérisée en ce que l'émulsionneur comporte deux cloches réunies par leur base, une lame annulaire présentant une arête interne étant montée entre deux flasques annulaires formant une chambre annulaire entourant ladite lame, l'ensemble étant porté par une rondelle annulaire élastique dans le plan de jonction des deux cloches et un gicleur branché sur la canalisation d'amenée et monté dans l'axe d'une des cloches comportant des gicleurs radiaux débouchant en face de l'arête de la lame annulaire à une certaine distance de l'arête, les bords des flasques annulaires ménageant des passages entre eux et le corps du gicleur, la sortie du mélange émulsionné étant ménagée dans le sommet de la cloche opposée à celle portant le gicleur.

   11. Installation selon la sous-revendication 10, caractérisée en ce que des flasques formant déflecteurs sont montés dans la cloche de sortie.

   12. Installation selon la sous-revendication 11, caractérisée en ce que les flasques sont montés coulissants sur une tige prolongeant le gicleur et sollicités par un ressort.