-Appareil pour brûler des mélanges explosifs d'un combustible avec un gaz comburant. Cette invention se rapporte à un appa reil pour brûler des mélanges explosifs d'un combustible avec un gaz comburant, compre nant un four pourvu d'au moins un ajutage d'injection du mélange monté dans la paroi du four, d'un dispositif pour :amener le mé lange explosif audit ajutage sous une pres sion suffisante pour déterminer l'injection de ce mélange à nue vitesse plus grande que la vitesse de propagation de la combustion du mélange dans le four et de moyens pour obliger le courant de mélange sortant de l'a- jutage à se disperser avec une réduction rapide des sa vitesse d'injection;
l'ajutage étant, d'une part, protégé des atteintes direc tes de la chaleur du four . par une matière mauvaise conductrice de la chaleur, entou rant son bec d'injection, dont l'extrémité est d'une épaisseur réduite pour limiter la quan tité de calories absorbées directement par l'ajutage, tout en étant disposé de manière à empêcher le contact du courant de mélange injecté avec une partie quelconque de la ma tière<B>(le</B> faible conductibilité de la paroi du four, alors que, d'autre part, il est formé d'une matière bonne conductrice de la cha leur et établi en outre de manière à élimi ner rapidement la chaleur des parois de son bec d'injection pour en maintenir la tempé:
rature en dessous de la température d'inflam mation du mélange.
Ces dispositions permettent d'éviter, dans l'ajutage, une détérioration prématurée des parois, la naissance d'une pression en retour, l'inflammation ou explosion du mélange dans l'ajutage ou sa conduite d'alimentation, un grimpement de combustion progressif le long de la paroi intérieure de l'ajutage, etc.
Sur le dessin annexé, donné à titre d'ex emple La fig. 1 est une coupe verticale d'une forme d'exécution de l'objet de l'inven=tion, servant à la fusion de métal doux et com portant plusieurs ajutages d'injection du mé lange; La fig. 2 est une coupe à plus grande échelle d'un do ces ajutages d'injection du mélange et des parties adjacentes de la pa roi du four; La fig. 3 est une vue arrière de cet ajutage; La fig. 4 est une coupe analogue à la fig. 2, mais montrant une variante d'ajutage, à refroidissement par l'eau.
L'appareil représenté aux fig. 1, 2 et 3, comporte un four, de forme circulaire par exemple, ayant une sole 10 et une paroi laté rale 11 en briques qui sont entourées d'une enveloppe métallique extérieure 12 avec es pace intermédiaire laissé entre le métal et les briques et rempli d'une matière calori fuge 13. Au sommet de la paroi latérale 11 est porté par un support approprié un creu set 15 qui descend dans l'espace. intérieur du four.
Le mélange explosif à brûler est fourni à l'intérieur du four par plusieurs ajutages d'injection 20, dont deux sont représentés en coupe sur la fig. 1, et qui sont montés dans la paroi latérale 11 et disposés pour diriger le jet ou courant de mélange qui en sort contre des moyens déflecteurs qui obligent ce mélange à se disperser en réduisant rapi dement la vitesse de son écoulement. Dans l'appareil représenté, ces moyens déflecteurs consistent en un lit déflecteur 21 de mor ceaux d'une matière réfractaire disposés de façon que la surface du lit soit incurvée par rapport aux courants de mélange dirigés de haut en bas sur lui, pour que ces courants soient défléchis et obligés de se disperser de la manière voulue.
Ce lit 21 est poreux et perméable, et a l'avantage de permettre aux produits de la combustion de le traverser et de s'en échapper au delà du lieu où se pro duit la combustion. Cette combustion pou vant s'effectuer à la surface du lit ou dans celui-ci, suivant l'importance du courant de mélange et la rapidité avec laquelle il frappe le lit déflecteur.
Le mélange explosif d'un combustible avec un gaz comburant est amené aux aju- tages 20 avec la pression nécessaire pour que ce mélange soit injecté avec une rapidité supérieure à la vitesse de propagation de la flamme dans ledit mélange.
Comme représenté, un éjecteur mélangeur est utilisé pour fournir le mélange explosif, par exem ple un mélange de gaz combustible avec de l'air, le gaz étant amené sous pression à l'in jecteur 25 et l'air étant aspiré dans la tuyère 26 de l'éjecteur par le courant du gaz; l'air et le gaz traversent alors le col de l'éjec- teur et le cône de pression 27 pour passer ensemble à une tubulure d'alimentation 28 de laquelle partent des branchements 29 aboutissant aux divers ajutages 20.
Le gaz devra arriver à l'injecteur 25 sous une pres sion suffisante pour que le mélange, tel qu'il est amené aux ajutages d'injection, arrive par les orifices de ceux-ci à une vitesse supé rieure à la rapidité de propagation de la flamme dans le mélange, malgré les pertes de pression dues au frottement du mélange dans la tubulure 28 et les branchements d'alimentation 29.
Les ajutages 20 possèdent chacun un conduit 35 dont la partie avant, dans le bec de l'ajutage, va en s'amincissant pour se ter miner par un passage ou orifice d'injection 36, court et rétréci, à parois parallèles sur une longueur suffisante pour donner au mé lange à injecter la forme d'un jet ou cou rant plein.
Le corps de l'ajutage est établi en une matière très conductrice de la cha leur, telle que de la fonte de fer ou autre métal approprié, et avec une section trans versale ou masse suffisante pour que toutes ses parties aient la capacité de conduction voulue pour éliminer rapidement la chaleur qui atteint les parois d bec d'injection de l'ajutage, afin de maintenir les parois du bec de l'ajutage en tout temps en dessous de la température d'inflammation du mélange.
L'a- jutage monté dans la paroi du four est pro tégé par celle-ci des atteintes directes de la chaleur excepté en une partie limitée de son extrémité ou bec d'injection adjacente à l'ori fice de sortie, laquelle est effilée comme représenté, et présente une arête abattue pour former autour de l'orifice de sortie (me face plane, annulaire et étroite 37, qui est laissée à découvert et exposée à la chaleur du four.
Le fait de protéger autant que possible l'ajutage contre l'atteinte directe de la cha leur du four, a l'avantage, d'une part, de maintenir à un minimum la perte de chaleur par les parois de l'ajutage, et d'éviter, d'au tre part, une augmentation inopportune de la dimension de l'ajutage en vue de lui don ner la capacité de conduction nécessaire.
De plus, il est avantageux qu'il y ait une cer taine branche de métal, autour de l'orifice d'injection, qui soit exposée "aux atteintes directes de la chaleur du four, afin d'empê cher qu'il ne se produise un contact entre le courant de mélange et une matière quelcon que, de conductibilité de la chaleur relative ment basse, faisant partie de la paroi du four,. Du fait de son peu de conductibilité, la matière réfractaire de la paroi du four, sous la chaleur intense développée, devient extrêmement chaude et généralement incan descente.
L'exposition d'une quantité suffi sante du métal de l'ajutage autour de l'ori fice empêche le contact de cette matière incandescente avec le mélange, et évite l'in flammation dudit mélange au bord de l'ori fice, ainsi que l'accroissement de température en ce point et la tendance également crois sante à la combustion de retour, qui pour raient résulter d'un tel contact.
Comme on. le voit à la fig. 1, les becs des ajutages sont disposés légèrement en retrait de la face intérieure de la paroi du four, dans de petits évidements formés dans cette face et dans lesquels lesdits becs font saillie, et ces évidements sont partiellement comblés, autour du bec de l'ajutage, d'un ciment réfractaire approprié, comme indiqué en 40, ce ciment ne s'étendant pas au delà du bord extérieur de la face de bout annu laire 37 de l'ajutage et étant conformé de façon à dégager convenablement le chemin du courant de mélange.
Ce ciment sera posé soigneusement dans les évidements précités pour former joint étanche avec la partie ter rninale de l'ajutage, de façon qu'il puisse non seulement protéger celui-ci contre les attein tes directes de la chaleur, mais qu'aussi; en fermant l'espace entre l'ajutage et le brique- tage, il empêche les gaz chauds du four de circuler autour dudit ajutage. Pour la bonne liaison du ciment réfractaire 40 au bec des ajutages, le bec est muni extérieurement de nervures 41 formant prise ou point d'appui pour le ciment 40.
Pour éliminer des ajutages la chaleur reçue parleurs parties exposées et passant à l'arrière à travers leur corps, ces ajutages sont pourvus d'ailettes de refroidissement 42 formées à leur extrémité arrière en dehors de la paroi du four, et qui présentent des sur faces suffisamment étendues pour distribuer à l'atmosphère toute la chaleur qui les a atteintes à travers le corps de l'ajutage, et cela avec une rapidité suffisante pour empê cher en tout point quelconque dudit ajutage l'accumulation de chaleur qui pourrait s'y produire autrement.
Ces ailettes présentent la forme de rondelles annulaires qui ont donné des résultats très satisfaisants sous des con ditions diverses de fonctionnement, et ren dent inutile l'emploi de moyens spéciaux tels qu'une circulation de fluide réfrigérant pour refroidir l'ajutage. Celui-ci peut être fixé à l'enveloppe extérieure de la paroi du four au moyen d'une plaque-applique 43 formée sur lui, comme représenté, cette plaque servant de moyen additionnel d'échange thermique.
La fig. 4 montre une variante d'ajutage, à refroidissement par circulation d'eau, com portant un tube à mélange 50 à paroi rela tivement mince, pourvu d'un bec d'injection conique 51 avec un orifice rétréci d'injection et urne enveloppe métallique 52 s'étendant autour du tube 50 et raccordée aux bords du bec 51, l'espace entre le tube à mélange 50 et .l'enveloppe 52 étant divisé par un tube de cloisonnage 53 qui se prolonge jusqu'à un point rapproché de l'extrémité antérieure de l'enveloppe 52, de façon à constituer deux passages annulaires concentriques d'arrivée et d'évacuation de l'eau de refroidissement qui est amenée et évacuée par les tubulures 55 et 56.
Cet ajutage à chemise d'eau est monté dans la paroi du four approximative ment de la même manière que l'ajutage à refroidissement par ailettes des fig. 1 à 3, l'extrémité antérieure de l'ajutage étant pro tégée plus ou moins des atteintes directes de la chaleur du four par un revêtement pro tecteur formé par un remplissage de ciment dans la paroi du four, ce revêtement protec teur s'arrêtant juste au bord de l'orifice d'in jection, comme représenté.
Dans le mélange explosif à brûler., on veillera à ce que ses constituants soient pré sents dans les proportions voulues pour que le mélange ait la propriété de propager de lui-même son inflammation. Pour produire des températures très élevées, on emploiera de préférence de l'oxygène non dilué comme gaz comburant. Les proportions des consti tuants du mélange peuvent naturellement varier dans les conditions indiquées. De mê me le mélange peut contenir des gaz neutres, tels que l'azote, l'acide carbonique ou la va peur d'eau, à condition que le volume de ces gaz neutres ne soit pas suffisant pour rendre le mélange non explosif.