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BREVE T D'I N V E N T I O N " APPAREIL DE CHAUFFAGE BRULANT DU COMBUSTIBLE
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LIQµµja 'Cette invention est relative à un appareil de chauffage brûlant des combustibles liquides et, plus particulièrement, des combustibles liquides lourds. Il est connu, dans les appareils de chauffage brûlant ces combustibles, d'amener l'air de combustion au combustible en plusieurs points disposés les uns à la suite des autres, en vue d'effectuer une combustion plus parfaite du combustible. On a constaté que les types connus d'appareils de chauffage de ce genre présentent certains inconvénients, surtout,lorsqu'ils sont utilisés pour la combustion
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d'huiles lourdes.
En règle générale, il est nécessaire de travailler avec un grand excès d'air et, en outre, avec ces types d'appareils de chauffage, il arrive fréquemment que la tuyère du brûleur devient obstruée par du coke d'huile. En outre, une combustion exempte de fumée est loin d'être réalisée.
La présente invention a pour objet un appareil de chauffage pour combustibles liquides qui rend possible de tra- va,iller avec un très faible excès d'air même lorsque des com- busi,ibles lourds sont utilisés, à l'aide duquel, en outre, malgré ce faible excès d'air, la combustion est pour ainsi dire parfaite et par conséquent sans fumée et, finalement,le risque d'obstruction de la tuyère du brûleur par du résidu de combustion cokéifié est supprimé. Suivant l'invention, le combustible est allumé à l'intérieur d'une tête de cylindre qui, conjointement avec un corps creux entourant la tuyère du brûleur, constitue un passage ou conduit pour l'air nécessaire pour l'allumage.
Ce corps'creux entourant la tuyère du brûleur est prolongé au-delà de l'orifice de cette tuyère, de sorte que l'air d'allumage ne rencontre le combustible fourni par ladite tuyère qu'à une certaine distance de l'orifice de cette tuyère, de sorte que, au voisinage immédiat de cet orifice, le combustible est encore présent à un 'état non allumé.
Le passage prévu pour l'air d'amorçage ou d'allumage, de même que les conduits fournissant l'air pour les derniers stades de la combustion, sont disposés et ont une forme telle qu'ils débouchent dans une une ou plusieurs surfaces coniques sensiblement parallèles à la surface du cône de combustible et, en ce qui concerne la partie desdits conduits qui est la plus rapprochée de l'orifice, leur forme est telle que l'air s'échappe sensiblement à angle droit par rapport aux surfaces du cône de combustible.
Le dessin annexé représente à titre d'exemple, par une coupe longitudinale, un mode de réalisation d'une installation de brûleur établie suivant l'invention et 'destinée à
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être utilisée, par exemple, dans le foyer d'une chaudière marine. La porte 1 du foyer est traversée par la tuyère de brûleur 2 pénétrant dans la chambre de combus'tion., Cette tuyère 2 est entourée par un corps creux 3 dont l'extrémité avant 4 pénètre sur une certaine distance dans la botte à feu audelà de l'orifice 5 de la tuyère 2.
Le corps creux 3 est luimême entouré par une tête d'allumage 6 dont la surface intérieure, possède une forme conique double, de telle manière 'que, entre ces deux parties 3 et 6 est constitué un conduit à air 7, appelé ci-après "conduit à air d'allumage", qui.peut être alimenté d'air atmosphérique ou d'air comprimé d'une manière qui seta décrite plus loin. A l'aide d'un anneau à double paroi 8, 9, qui va de préférence en se rétrécissant vers l'avant, deux autres conduits à air 10 et 11 sont constitués dont l'un, 10, est limité par l'anneau 8'et la surface extérieure de la tête de cylindre 6 et dont l'autre, 11, est formé entre les anneaux 8 et 9.
Entre l'anneau 9 et le tube ou boîte à feu 12 de la.chaudière 31 est prévu un,anneau ou garniture 13, en. brique réfractaire ou matière analogue. Tous les conduitsà air 7, 10 et 11 débouchent sensiblement dans un plan conique qui contient.aussi la surfacé de limitation de la tête d'allumage 6 et qui est disposé à peu près parallèlement à la surface du cône de combustible 14 sortant de la tuyère 2. En même temps,'comme il ressort- du dessin, la forme des conduits 7, 10 et 11 est telle que la direction de l'air qui s'en'échappe est approximativement perpendiculaire à là' surface du cône de combustible 14.
De cette manière, l'air est contraint non seulement à entourer le cône de combustible mais aussi, en grande partie, à y pénétrer et à le traverser, ce qui assure un mélange parfait du combustible et de l'air.
Approximativement dans le même plan conique que les orifices des conduits à air 7, 10 et 11 est aussi disposée une paroi 15 de l'anneau en brique réfractaire, 13. Si les orifices dès conduits 7, 10 et 11 ne sont pas tous disposés. dans un seul et'même plan conique, il est recommandable de
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donner à la surface interne 15 de l'anneau 13 une forme telle qu'elle constitue un prolongement de la surface conique dans laquelle le dernier conduit à air 11 débouche.
Pour éviter le dépôt de coke d'huile sur le corps creux 4, la tête d'allumage 6, l'anneau double 8, 9 et l'anneau en brique réfractaire 13 comme résultat de la combustion ,du combustible, la forme du cône d'huile pulvérisée et ses dimensions sont faites telles qu'un intervalle d'air suffisamment large soit ménagé entre ce cône et les parties susmentionnées de l'appareil de chauffage.
L'air passe d'une chambre collectrice 16 située en amont aux conduits 7, 10 et 11 par l'intermédiaire d'un organe régulateur commun 17 qui est pourvu d'un dispositif de tor sion 18 compose de lames ou palettes disposées obliquemment etqui peut être ouvertdans une mesure plus ou moins grande à l'aide d'un dispositif de commande constitué, dans cet exem- ple, par une vis 19 munie d'une manivelle 20. Pur ce moyen, on peut régler la quantité d'air admise au brûleur par unité de temps pour l'adapter aux besoins à tout instant.
De l'air peut être amené à la chambre 16 soitd'un réservoir à air comprimé, soit de l'atmosphère extérieure. Dans ce dernier cas, on prévoit sur le cadre 21, de la porte de foyer une plaque annulaire 22 qui peut être déplacée en restant parallèle à elle-même à l'aide d'un système de biellettes 23, 24 de façon ouvrir et fermer une ouverture annulaire 25 dudit cadre 21.
L'allumage et la combustion du combustible sortant sous pression de la tuyère2 sont effectués dans une série de zones. En premier lieu, le combustible pénètre dans la zone I qu'il traverse à un état finement pulvérisé sans être encore allumé.
Ainsi qu'il a déjà été mentionné, ceci cet dû au fuit que le corps creux 3 entourant l'extrémité de la tuyè- re 2 fait saillie par son extrémité avant 4 d'une certaine distance, etau moins de 5 au-delà de l'orifice .5 de la, tuyère 2, de sorte que l'air arrivant par le conduit à air
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+'allumage 7'ne rencontre le combustible qu'après que ce dernier a traversé la zône I. Par suite, étant donné que, dans la zône1 immédiatement adjacente à l'orifice cle la tuyère du brûleur, il ne s'effectue pas d'allumage du combustible, aucun coke d'huile ne peut être engendré et se loger à l'orifice de cette tuyère.
On donne au conduit à air d'allumage,7 des dimensions telles que 10 % au plus de la quantité totale d'air nécessaire peuvent passer par ce conduit. Cette quantité d'air relativement faible sortant du conduit 7 se mélange aveo le cône de combustible dans la zône II où le combustible est allumé par la chaleur rayonnée par la tête d'allumage 6. Le combustible ainsi allumé et partiel- lement vaporisé passe alors dans la zône III où il est alimenté d'air arrivant par le conduit 10. Cet air, qui a été préalablement chauffé dans son passage le long de la tête d'allu- mage, effectue une combustion très poussée du combustible à ce-stade.
Finalement, dans la zône IV située sensiblement à l'intérieur de l'anneau en brique réfractaire 13, il s'effectue une combustion du combustible susceptible de n'avoir pas encore été.brûlé, avec l'aide de,l'air fourni par le conduit 11 et ayant préalablement été porté à une température élevée par l'anneau en brique réfractaire 13.
Etant donné que l'air arrivant de .la chambre 16 et se rendant aux conduits à air en passant'par l'organe régulateur 17 est 'contraint à traverser le dispositif de torsion 18, cet air se trouve animé d'un mouvement tourbillonnant ou rotatif qui favorise le brassage intime du combustible avec cet air. Dans l'exemple représenté sur le dessin, seul l'air fourni aux conduits 7 et 10 traverse le dispositif de torsion.
On pourrait toutefois également bien faire en sorte que l'air passant par le conduit 11 soit aussi animé d'un mouvement tourbillonnant.
Pour que le processus de la combustion puisse s'accomplir d'une manière parfaite, il faut que certaines'relations entre les sections transversales des orifices du con-
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duit à air d'allumage 7 et de la tête d'allumage 6, d'une part, et entre la profondeur de la tête d'allumage et le diamètre de l'orifice de cette tête, d'autre part, ne soient pas dépassées.
Le. rapport entre la section transversale totale de l'orifice du conduit à air d'allumage 7 et celle de l'orifice 26 de la tête d'allumage 6 doit être compris entre 1 :4 au maximum 1:12 ; alors que le rapport entre la profondeur de la tête d'allumage (mesurée à partir de'son orifice jusqu'à son point le plus étroit dans la direction des génératrices) etle diamètre de l'orifice de la tête d'allumage doit être compris entre 1: 1,5et 1: 2,5au maximum.
R E S U M il].
Cette invention a pour objet un appareil de chauffage brûlant des combustibles liquides et, plus parti culiè- rement, des combustibles liquides lourds, du type dans lequel l'air servant à entretenir la combustion est amené au combustible en plusieurs points situés les uns à la suite des autres, cet appareil étant caractérisé par les points suivants, considérés individuellement ou en toutes combinaisons :
1.- A sa sortie sous pression de la tuyère du brûleur, le combustible pénètre d'abord dans une zône dans laquelle en raison du fait que la paroi limitant le premier conduit à air (conduit à air d'allumage) est prolongée d'une certaine distance au-delà de l'orifice de ladite tuyère, le combustible ne s'enflamme pas mais est seulement pulvérisa, puis, dans la zône suivante, le combustible est partiellement vaporisé etallumé à l'intérieur d'une tête d'allumage'par l'air arrivant en faible quantité par le susdit conduit à air d'allumage, pour être ensuite complètement brûlé dans une ou plusieurs autres zônes avec l'aide du reste de l'air de combustion arrivant par un ou plusieurs autres conduits.
2.- La tuyère du brûleur est entourée par un corps creux qui, conjointement avec la tête d'allumage, constitue le conduit à air d'allumage.
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