<Desc/Clms Page number 1>
PROCÈDE DE COMBUSTION DES GAZ
On a constaté que, dans la combustion des gaz, le rendement peut être considérablement augmenté en élevant la vitesse de combustion, ce qui peut être réalisé en augmentant la différence de pression entre l'entrée et la sortie de la chambre de combus- tion, soit en intensifiant la chaleur de combustion dans un tube réfractaire, et créant ainsi une succion sur le gaz en ignition, soit en réalisant un fort tirage au travers de l'installation.
La présente invention donne les résultats ci-dessus indiques en pulvérisant le combustible fourni suivant un grand nombre de jets semblables à des filets; en entourant ces jets d'un léger
<Desc/Clms Page number 2>
excès d'air, et en maintenant la vitesse du gaz depuis le moment où. il arrive de la conduite de gaz jusqu'au point approximatif où s'effectue la combustion, sous le contrôle du jet de combus- tible
Dans le procédé suivant l'invention on détermine à l'avance ' la quantité d'air utilisée de façon qu'il n'y ait pas d'excès d'air qui refroidirait soit le gaz soit les parties des brûleurs.
On a représente, à titre d'exemple, au dessin annexe deux formes d'exécution d'un appareil convenable pour la mise en oeuvre du procédé suivant l'invention; il est évident qu'on pourrait utiliser d'autres formes d'exécution.
Au dessin-. la fig. 1 est une vue de face d'une chaudière à laquelle est appliquée un appareil suivant l'invention; la fig. 2 est une vue en coupe verticale agrandie d'une forme d'exécution préférée de cet appareil; la fig. 5 est une vue en plan, en coupe, correspondante; la fig. 4 est une coupe transversale en élévation suivant la ligne 4-4 de la fig. 2; la fig. 5 est une vue en coupe partielle agrandie de l'ex- trémité de la soupape de contrôle de l'appareil.; la fig. 6 est une vue de face correspondante; la figé 7 est une vue en coupe de l'extrémité de la soupape de contrôle prise suivant la ligne 7-7 de la fig. 5; la fig. 8 est une coupe partielle d'une variante de la sou- pape de contrôle;
la fig. 9 est une vue extérieure d'une variante de l'appareil la fig. 10 est une vue partielle agrandie du système mélan- geur de l'appareil en position fermée; la fig. 11 est une vue similaire montrant le système mélan- geur dans une position partiellement ouverte; la fig. 12 est une coupe partielle agrandie montrant certains
<Desc/Clms Page number 3>
des détails du système mélangeur; la fig. 13 est une vue partielle agrandie montrant une partie de la périphérie du piston du système mélangeur.
La fig. 1 montre l'application de l'invention à une chau- dière à vapeur 10 mais on peut naturellement équiper, suivant l'invention, une chaudière à eau chaude, un four ou tout autre dispositif de chauffage.
Lorsqu'on utilise l'appareil suivant les fig. 1 à 8' la porte du foyer du dispositif de chauffage est enlevée et la porte
11 de l'appareil mise à la place de la première. La porte 11 est de préférence constituée en une feuille d'amiante convenable qui est non seulement résistante à la chaleur mais suffisamment solide pour porter le brûleur. Cette porte est déooupée à la dimension appropriée et des oharnières quelque peu flexibles 12 et un verrou de porte flexible 13 sont fixées aux endroits oonve- nables. Chacune des oharnières 12 comporte une patte 14 servant à la fixation à la porte 11 et un oeil 15 destiné à supporter des pivots approprié$ 16.
La patte 14 et l'oeil 15 de chaque charnière sont reliés par une partie courbe 17 de façon que la face interne de la porte puisse être mise en place à fleur de la face du brûleur et au contact de cette dernière.
Le verrou 13 comporte une patte 20 grâce à laquelle il est fixé à la porte 11. le verrou présente une extrémité opérative 21 qui est reliée à la patte 20 au moyen d'une partie recourbée 22 permettant un réglage ou un engagement précis du verrou.
La porte 11 est pourvue d'une ouverture oentrale 24 sur la- quelle est disposé un support 25 de l'ensemble de combustion fixe en Place au moyen de boulons appropriés.
Cet ensemble de combustion 26 est de préférence forme par deux moitiés OU éléments 27 et 28 qui peuvent être fixés ensemble au moyen de boulons 29 traversant des oreilles 30 forées sur chaque élément. Chaque élément de l'ensemble de combustion comporte
<Desc/Clms Page number 4>
une patte 31 qui porte contre la face interne du support 25 et au travers de laquelle on passe un boulon approprié grâoe auquel l'ensemble de combustion assemblé est maintenu en place fermement par le support. L'extrémité externe 35 de l'ensemble affecte de préférence une forme conique, tandis que l'extrémité interne 36 présente une forme de déflecteur de telle sorte que la chaleur engendrée à l'intérieur de 1'ensemble soit répartie au travers du foyer.
Chaque élément de l'ensemble est muni d'un revêtement ré- factaire 37 formant ainsi la chambre de combustion du dispositif.
Ce revêtement est calibré de telle façon que l'extrémité externe
36 de l'ensemble comporte une chambre conique 38 dont la plus ' grande extrémité est dirigée vers l'extrémité externe. Le revête- ment forme à l'extrémité interne de l'ensemble une chambre 39 en forme de déflecteur dont l'extrémité rejoint l'extrémité interne , la plus petite de la chambre 38. Deux parois opposées de la chambre,
39 sont inclinées l'une vers l'autre de façon à présenter une embouchure 40 relativement étroite assurant ainsi une combustion complète et une répartition parfaite de la flamme.
Dans la mise en oeuvre de l'invention, la chambre de oombus- ' tion 39 peut présenter différentes formes et dimensions, un autre exemple d'exécution étant représenté aux fig. 9 à 13. Il est néces- saire toutefois que la chambre soit recouverte d'une matière ré- fractaire puisque la combustion se produit non pas à l'embouchure ou hors de l'embouchure de l'élément mais bien à l'intérieur de l'élément lui-même.
Un tube extenseur 45,qui est de préférence en tôle métallique est porté par l'extrémité externe 35 de l'ensemble de combustion et est maintenu en position au moyen d'une bride de serrage 46 disposée à l'extrémité interne et d'une bride similaire 47 à l'ex- trémité externe L'extrémité externe de ce tube porte un support de soupape 48 qui est maintenu en place au moyen de la bride 47; ce supprot de soupape affecte la forme d'un disque et est pourvu
<Desc/Clms Page number 5>
d'ouvertures convenables 49 pour le passage de l'air et d'un bossage fileté 50 disposé axialement. Une soupape 51 est portée par ce bossage.
Cette soupape oomprend une buse de réglage 52 qui est vissée sur le bossage 50 à une extrémité et qui porte le corps de la soupape 55 à son autre extrémité. Le corps de soupape 53 est pourvu d'une tige de soupape usuelle 54 et d'une soupape d'arrêt 55 commandée par cette dernière. Un pointeau 56 qui est porté par la soupape 55 passe au travers de cette dernière et fait saillie de l'extrémité interne de la buse 52. Celle-ci comporte un alésage agrandi 57 et une ouverture de sortie réduite 58 à son extrémité interne.
L'ouverture 58 de sortie est de préférence. de la même dimension que le pointeau 56 de façon que ce dernier soit guidé dans son mouvement par l'ouverture. L'extrémité externe du pointeau est pourvue d'un certain nombre de cannelures coniques 59 qui sont inclinées depuis l'extrémité du pointeau et se terminent à la pé- riphérie de ce dernier. Un certain nombre d'orifices sont ainsi pratiques entre le pointeau et l'ouverture de sortie 58 de la buse, la dimension de ces orifices pouvant être réglée en raison de la forme conique des cannelures et du déplacement relatif du pointeau dans l'ouverture.
Un écran de fermeture de l'air 62 est monté coulissant sur la buse de réglage 52 et contrôle les ouvertures d'air 49 dans le sup- port de la soupape. Une tige de commande 63 est portée par l'écran et a son extrémité interne montée coulissante sur le support'de soupape 48, L'extrémité externe de la tige est coudée à angle droit et est pourvue à son extrémité d'une bague 64. Cette bagua s'engage dans une gorge 65 formée sur la poignée-manivelle 66 de la soupape de façon que, lorsqu'on aotionne la tige 54 de la soupape, le mou- vement longitudinal de cette tige produise un déplacement longitudi- nal de la tige de commande 63 et agisse ainsi sur 1'écran de réglage d'entrée d'air.
Cet écran comporte une petite ouverture d'allumage 67 qui est également munie d'une oeillère d'observation, grâce à
<Desc/Clms Page number 6>
laquelle l'opérateur est protégé contre le danger d'une explosion résultant d'un allumage retardé,
Dans la fig. 1, on a représente un tube d'arrivée de gaz 70 avec un robinet de fermeture 71. Un tuyau métallique flexible 73 conduit le gaz du tube d'amenée 70 à la soupape 53 de telle sorte que la porte 11 puisse être tournée sur ses pivots sans détériorer aucounement la liaison. Une extrémité du tuyau 73 est reliée au corps du robinet au moyen d'un raccord 74 et l'autre extrémité est reliée au robinet 'il au moyen d'un raccord 75.
Si l'on désire en- lever le brûloir le tuyau flexible 73 peut être rapidement déts- ché du tube d'amenée de gaz 70, à l'endroit du raccord 76.
Dans la forme d'exécution de la soupape de règlage représentée à la fig. 8, le pointeau 76 est fileté à son extrémité externe et une pièce de réglage 77 est portée par cette extrémité. Cette dis- position permet le réglage des cannelures 78 pratiquées dans la pièce de réglage, par rapport à l'ouverture de sortie 70 de la buse 80* Après chaque réglage la pièce peut être fixée au pointeau 76 par tout dispositif approprié.
La fig. 2 représente schématiquement, à une échelle réduite, une partie de la cheminée 85 du dispositif de chauffage avec son registre 86/. Surla cheminée recevant le registre, on monte un le- vier de renvoi 87 sur la brache 88 duquel on attache un contre- poids 89 grâce auquel le registre est rappelé vers sa position ouverte. Sur l'autre branche 90 du levier, on fixe une corde de commande 91 dont l'autre extrémité est attachée à toute partie convenable de la tige de commande 63, par exemple un oeil 92.
Lorsque la soupape 61 est actionnée pour augmenter la combustion ou consommation du gaz, le registre 86 est ouvert de façon corres- pondante et lorsque la tige de commande 63 est déplacée vers l'in- térieur pour réduire l'écoulement du gaz, le registre est déplacé vers sa position fermée de telle sorte que le tirage approprié est toujours maintenu ou à peu près, dans l'appareil dechauffage,
<Desc/Clms Page number 7>
quelle que soit la quantité de gaz utilisée.
Tandis que l'invention est bien adaptée à servir de dispositif auxiliaire simultanément aveo la combustion de combustibles solides dans la botte à feu d'un dispositif de chauffage, on peut aussi dans un grand nombre de cas, l'utiliser pour fournir toute la ohaleur de- mandée au dispositif de chauffage. Lorsque la capacité de. consomma- tion du gaz du dispositif est augmentée il est nécessaire d'augmen- ter les dimensions des chambres de mélange et de combustion de l'en- semble de combustion puisque la majeure partie de la combustion doit avoir lieu à l'intérieur de cet ensemble avant que la flamme ne sorte de l'embouchure 40 de cet ensemble, pour atteindre la botte à feu du dispositif de chauffage. Ce réglage est effectué en déplaçant le tube extenseur 45 vers l'arrière..
. L'appareil suivant les fig. 9 à 13 comprend un élément réfrao- taire 95 et un ensemble mélangeur 96 qui est monté à l'extrémité d'entrée de l'élément réfraotaire.
Le dispositifmélangeur comprend un cylindre 97 et un piston
98. le piston 98 est monté à demeure sur le tube d'amenée de gaz 99.
Le cylindre est pourvu, d'un moyeu-support 100 qui est monté sur le tube d'amenée 99 de façon coulissante. Un chapeau de garniture 101 ferme de façon étanohe le joint entrer moyeu 100 et le tube 99, Le cylindre 97 se déplace vers l'arrière et vers l'avant sur le piston fixe 98 de préférence au moyen d'un levier de commande 102. Liez¯ trémité inférieure de ce levier est articulée sur un collier-apport .
103. Ce collier est monté sur le tube d'amenée d'amenée de gaz 99 et est mainte- nu dans sa position réglable au moyen d'une via de fixation 104. Une bielle 105 relie le moyeu 100 du cylindre 97 au levier de comande 102
Le tube d'amenée de gaz 99 comporte un certain nombre d'ouvertures ' radiales 106 disposées de manière à débiter le gaz aux cylindre 97 derrière le piston 98, lorsque le piston est déplacé vers sa position ouverte. Le piston est ajusté de façon précise dans le cylindre et comporte à sa périphérie un certain nombre de gorges en forme de V 107,
<Desc/Clms Page number 8>
chacune de ces gorges augmente de largeur et de profondeur à partir d'un point se trouvant à l'extrémité avant du piston vers le bord arrière de ce dernier(voir les fig. 12 et 13).
Ainsi une multiplicité de jets de gaz semblables à des filets peuvent être injectés depuis l'ensemble mélangeur, la dimension de ces jets pouvant être réglée à l'endroit de leur formation en dépla- çant le cylindre vers l'arrière ou vers l'avant de fagon à ex- poser une plus ou moins grande partie de la périphérie du oylin- dre.
Une bague d'entrée d'air 108 ayant une partie frontale 109, un rebord interne 110 et un rebord externe 111 est portée par le cylindre 97. Le rebord interne 110 est ajusté exactement sur le cylindre 97 Le rebord externe 111 de la bague coulisse sur l'extrémité avant du tube réfraotaire 112 de l'élément réfrao- taire du brûleur. Ce rebord externe recouvre l'extrémité du tube sur une distance considérable et comporte un certain nombre d'ouvertures d'air 113 qui sont fermées par l'extrémité du tube réfractaire 112, lorsque les ouvertures de l'ensemble mélangeur sont dans les positions représentées à la fig. 10.
Des cuver- tures fixes 114 peuvent être pratiquées dans la face 109 de la bagua de façon à amener la quantité normale d'air pour les char- ges d'allumage, mais la bague 108 peut être mise en position de facon à fournir tout l'air nesessaires par les covertures 113 . Les organes sont réglés de telle manière que la quantité d'air four- nie soit proportionnée à la quantité de gaz à brûles. Une bague réglable 115 est disposée sur la face externe du rebord extérieur 111 et cette bague est pourvue d'ouvertures coïncidant aveo les ouvertures 113.
Par une rotation relative de la bague 115 et du rebord 111, la dimension des ouvertures 113 peut être modifiée suivant les conditions existantes*
De préférence, on munit le brûleur d'une pièce d'allumage 116 qui est portée par l'extrémité avant du tube d'amenée de gaz 99
<Desc/Clms Page number 9>
et fait saillie dans le tube réfractaire 112. Un oône réfrac- taire 117 est prévu dans l'ensemble mélangeur 96 et ce dernier est porté dans la pièce d'allumage 116. Il sert à protéger les éléments du brûleur de la chaleur de combustion en rejetant la chaleur vers l'arrière dans le tube réfractaire 112.
L'élément rûfractaie 95 du dispositif peut présenter toute forme désirée pourvu qu'il soit recouvert d'un revêtement per- mettant qu'une combustion puisse avoir lieu dans son intérieur. l'extrémité externe du tube peut comporter un élément sphérique
118 ayant une extrémité 119 faisant saillie vers le haut. A cette extrémité se projetant vers le haut, on peut fixer une cheminée
120 qui est de préférence revêtue sur une certaine distance au dessus de l'élément sphérique 118.
Dans un but de simplifioation de la représentation, on n'a représenté qu'un courte cheminée bien qu'il soit nécessaire que cette cheminée soit de longueur suffisante pour produire un tirage considérable à l'intérieur de l'élément réfractaire, d'où résulte une succion considérable et une vitesse résultante également très grande du gaz brûlé.
Il est évident que dans la mise en oeuvre de l'invention, le gaz est injecté dans la chambre de combustion ou le tube réfraotaie à la vitesse engendrée par la pression initiale du gaz, puisque le règlage des dimensions des jets de gaz est effec- tué à l'extrémité externe de la soupape de contrôle ou à l'endroit où les jets sont formés. Il va de soi également que lorsque la soupape de règlage ou le cylindre sont actionnés pour augmenter le débit de gaz dans la chambre de combustion, le dispositif de réglage de l'air doit être ouvert de façon correspondante en fournissant ainsi la quantité exacte d'air additionnel oorrespon- dant à la quantité supplémentaire de gaz utilisée.
Le procédé suivant, l'invention, de combustion des gaz est tout à fait différent d'un procédé dans lequel la méthode connue de Bunsen est mise en pratique. Le gaz, dans le procédé suivant
<Desc/Clms Page number 10>
l'invention, est injecté sous la forme d'un grand nombre de jets semblables à des filets et en même temps que l'air mélangé, il est dirigé dans le tube réfractaire ou chambre de oombustion, la combustion s'effectuant à l'intérieur du tube . L'air et le gaz commencent à 'brûler à l'endroit du mélange et la combustion conti- une le long du tube ou de la chambre.
Le revêtement du tube ou de la chambre est ainsi chauffa et la vitesse de combustion du mélange en ignition est alors augmentée de façon appréciable.
Comme il se produit toujours un.,fort tirage qui est produit par l'action de la cheminée du brûleur, pendant le fonctionnement, la vitesse de combustion est encore augmentée, ce qui élève le rendement du procède. Comme l'air fourni dans le procédé suivant ! l'invention est déterminé à l'avance, il ne peut pas y avoir d'excès d'air froid susceptible de refroidir les gaz chauds ou le tube réfractaire ou la chambre dans lequel les gaz sont brû- les*
Lorsque le procédé est appliqué dans une chaudière ou un foyer de tout genre, tout excès d'air est exclu de la chaudière et du foyer de sorte que les surfaces internes.de ces dernière ne peuvent pas être refroidies.
Un tirage plus fort de la cheminée ,est ainsi assuré en raison de la constance de la température des surfaces chauffées et de la concentration de l'air d'alimentation.