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"Perfectionnements à une civette pour les brûleurs du type à cuvette."
La présente invention est relative à un perfectionnement:, aux brûleurs du type à cuvette et vise des moyens perfectionnés pour l'admission d'air dans un brûleur à hydrocarbure liquide.
Un autre but consiste en moyens perfectionnés pour 1' admission de l'air secondaire au mélange d'hydrocarbure vaporisé et d'air primaire.dans un brûleur du type à cuvette à hydroxylation.
Un autre but de l'invention est la réalisation d'une combustion silencieuse.
D'autres objets, caractéristiques et avantages de 1' invention ressortiront de la description.
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La présente invention -vise une cuvette pour brûleur du type à cuvette; cette cuvette comprend un élément présentant une paroi latérale circonférentielle et une paroi terminale fermée, l'extrémité opposée de la cuvette étant ouverte, et elle est caractérisée par le fait que la paroi latérale est percée de plusieurs orifices d'admission d'air primaire répartis le long de sa circonférence et d'orifices d'entrée d'air secondaire, situés près de l'extrémité ouverte de la cuvette; ces derniers orifices étant disposés en rangées, et leurs axes étant, de préférence, convergents.
L'invention est illustrée plus ou moins schématiquement par le dessin annexé sur lequel
La fig. 1 est une coupe verticale axiale d'un mode de réalisation.
La fig. 2 est une coupe partielle similaire à plus grande échelle.
La fig. 3 montre une variante de la disposition des orifices d'entrée d'air.
La fig. 4 est une coupe suivant 4-4 de la fig. 3.
La fig. 5 est une autre variante de la disposition des orifices d'entrée d'air, et
La fig. 6 est une coupe par 6-6 d.e la fig. 5.
Les éléments correspondants ont été désignés par les mêmes chiffres de références sur toutes les figures et dans toute la description.
La référence 1 désigne, d'une manière générale, une enveloppe extérieure pourvue de plusieurs pieds 2 entre lesquels sont ménagés des espaces d'entrée d'air 3. L'enveloppe est partiellement fermée par une cloison horizontale 4 percée d'une ouverture 5. Une bague 6, ayant une section en forme de cornière, reçoit le bord supérieur 8 de la cuvette 7 du brûleur. Une partie supérieure 9 de l'enveloppe 1 délimite un espace qui sert de
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chambre de combustion ou d'élément rayonnant. Tout moyen de tirage approprié non représenté peut être prévu pour l'évacuation des gaz chauds et des produits de la combustion.
L'une des extrémités de la cuvette est partiellement fermée par une bague 10 percée d'une ouverture centrale pour laisser passer la flamme. La cuvette est représentée avec un fond ou extrémité fermée 11, légèrement concave et une paroi latérale 12, de forme générale cylindrique, percée de plusieurs orifices 13 d'admission d'air primaire,, répartis suivant la circonférence de la paroi 12 et situés, à des distances variées du fond de la cuve. Au-dessus ou au delà de la rangée la plus basse d'orifices 13 est disposée une bague déflectrice 14 percée d'une ouverture centrale, soutenue au moyen de supports ou de goujons appropriés 15 du type quelconque.
Le combustible liquide est injecté dans la cuvette par un tuyau 16 dont le débit est réglé par un système de régulation quelconque indiqué en 17. On a représentera titre d'exemple, une soupape à flotteur de type connu munie d'un bouton de manoeuvre 18 permettant de régler le débit du combustible dans le tuyau 16. Il doit être entendu néanmoins) que tout moyen de commande approprié, manuel ou automatique, peut être prévu pour faire varier le débit du combustible liquide dans le tuyau 16 ou pour maintenir éventuellement un débit constant s'il en est besoin. L'axe de la cuvette a été représenté vertical mais il doit être entendu qu'il pourrait être orienté horizontalement ou obliquement.
On sait que dans les brûleurs à cuvette du type actuel, on vaporise un hydrocarbure liquide par la chaleur de la combustion s'effectuant dans la cuvette ou au-dessus de la cuvette.
L'hydrocarbure liquide est injecté à l'intérieur de la cuvette et est tout d'abord partiellement vaporisé par la chaleur dégagée par l'hydroxylation qui se produit dans celle-ci. A mesure que l'hydrocarbure liquide se vaporise dans la cuvette, il monte et
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s'entoure d'un rideau d'air secondaire. La chaleur rayonnée par cette.combustion fournit les calories supplémentaires nécessaires à la vaporisation de la totalité de l'hydrocarbure liquide. LI action de l'air dit primaire et celle de l'air dit secondaire admis à l'intérieur de la cuve sont différentes.
Dans le dispositif représenté, l'air pénétrant par les orifices d'air primaire 13 exerce une action différente de celle de l'air pénétrant par les orifices secondaires 24. En. effet, tout l'oxygène amené par l'air pénétrant à travers les orifices primaires 13 est entièrement consommé dans le processus d'hydroxylation. Par contre, 1' oxygène de l'air pénétrant par les orifices secondaires 24 n'est que partiellement utilisé, mais la totalité des hydrocarbures vaporisés et entourés par l'air secondaire est entièrement consommée.
Lorsqu'on envoie du combustible dans la cuvette pour produire un grand feu, la combustion a lieu à un niveau déterminé par la section d'admission de l'air secondaire à travers les orifices 24. La flamme passe par l'ouverture centrale de la bague 10 et pénètre dans la chambre de combustion 9.
Le dispositif objet de l'invention assure un moyen par- ticulièrement efficace pour fournir l'air secondaire et assurer une combustion silencieuse et efficace. On utilise par exemple, conformément à l'invention, une rangée d'orifices d'air secondaire 24' dirigés vers le haut, imprimant au jet d'air une trajectoire ascendante se dirigeant vers l'axe de la cuvette.
Outre la rangée d'orifices d'air secondaire; inclinés 24, on prévoit une deuxième rangée d'orifices secondaire. 24a.
Ceux-ci, comme le montre la fige 2, ont leurs axes perpendiculai- res à l'axe de la cuvette. Les orifices 24 et 24a sont disposés deux à deux pour donner des jets d'air qui se rencontrent. On peut aussi parfois incliner quelque peu les axes des trous de la rangée supérieure, afin de faire converger les jets en un point
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plus rapproché de la face intérieure de la paroi de la cuvette.
Cependant, la disposition des trous indiquée sur la fig. 2 s'est révélée très satisfaisante. Il doit être entendu que les moyens prévus pour obtenir des jets d'air secondaires qui se rencontrent peuvent varier sensiblement. Il est désirable de diriger l'air secondaire d'une manière générale vers le haut ainsi que vers l'intérieur dans le sens de l'extrémité ouverte de la cuvette.
Dans la variante représentée sur les fig. 3 et 4, la disposition des orifices est sensiblement la même que sur la fig. 4, sauf que le diamètre des orifices 51 de la rangée supérieure est sensiblement plus petit que celui des orifices 50 de la rangée inférieure, et que ces deux rangées sont un peu plus rapprochées l'une de l'autre que dans le cas de la fig. 2. Ici, les orifices 50 de la rangée inférieure sont inclinés sous un angle assez grand vers l'extrémité ouverte de la cuvette. Les jets d'air à travers les petits orifices 51 viennent frapper les jets d'air traversant les grands orifices 50.
Dans la variante des fig. 5 et 6, il y a deux rangées d'orifices: une rangée supérieure d'orifices plus petits 52 dont l'axe est perpendiculaire à celui de la cuvette,et une rangée inférieure d'orifices 53 quelque peu inclinés vers l'extrémité ouverte de la cuvette.. Les orifices de ces deux rangées sont décalés entre eux comme le montre la fig. 5. Il en résulte que les jets d'air s'interfèrent entre eux plutôt qu'ils ne se rencontrent les uns les autres. L'expérience montre que dans la plupart-des cas, il est préférable de prévoir des jets qui se frappent les uns les autres ; dans certains cas, on peut tout.,de même obtenir un bon résultat en provoquant une certaine interférence des jets.
Une telle interférence peut s'obtenir par des dispositions et des distributions diverses des orifices, les fig. 5 et 6 représentant, à titre d'exemple, une solution pratiquement réalisable.
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Il faut comprendre que les dispositifs représentés et décrits ne constituent que quelques exemples d'une réalisation pratique et efficace de l'invention, et que des modifications peuvent être faites dans la dimension, la forme, le nombre et la disposition des éléments sans que l'on s'écarte de l'esprit de l'invention. Le dessin et la description ne doivent donc être considérés que comme étant illustratifs et nullement limitatifs.
Le fonctionnement de la cuvette de brûleur objet de l'invention est le suivant:
Dans les brûleurs à hydrocarbures liquides du type à cuvette, il est très important de prévoir une admission adéquate d'air secondaire dans le mélange primaire, et cela de telle sorte que la combustion se fasse sensiblement sans bruit. Il importe que les quantités d'air secondaire et les points en lesquels celuici est admis soient tels que le mélange final brûle d'une manière stable jusqu'à la paroi même de la cuvette ou jusqu'à quelque autre plan ou surface fixe au voisinage du point d'admission de l'air secondaire. Dans le dispositif objet de l'invention, l'air secondaire est admis en jets qui se frappent ou se rencontrent entre eux à une faible distance de la paroi de la cuvette et qui assurent un débit largement suffisant d'air secondaire au point d'admission.
En pratique, tous les modes de réalisation représentés assurent une combustion silencieuse et efficace avec un ample approvisionnement d'air à la base des jets. Les rencontres entre les deux courants d'air inclinés maintiennent la vitesse d'écoulement des jets à une valeur réduite et empêchent toute tendance que pourrait présenter la flamme à s'écarter de la paroi interne de la cuvette.
On constate que la cuve décrite, dont la fabrication est simple et aisée et dont le montage dans'un brûleur est facile, assure en pratique une combustion silencieuse et à haut rendement.
L'air secondaire est débité en jets interférents vers le mélange
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intérieur d'air primaire et de combustible vaporisé s'écoulant vers l'embouchure de la cuvette. Les jets d'air livrés par la rangée inférieure ou intérieure d'orifices d'air secondaires 24 sont inclinés vers l'ouverture centrale de la bague 10. Un sup- plément d'air secondaire est débité directement vers l'axe de la cuvette par les orifices 24a. Les jets d'air fournis par les .orifices correspondants des deux rangées se rencontrent et don- nent, en conséquence, une flamme très silencieuse à la base de laquelle l'approvisionnement en air est amplement suffisant et dont la vitesse d'écoulement est relativement réduite. Ceci évite à la flamme de "danser" ou de vibrer ou osciller par rapport à la paroi de la cuvette.
Ces oscillations de la flamme sont en effet l'une des principales causes d'une combustion bruyante.
Ainsi,l'invention permet de contrôler ou de limiter la vitesse des jets d'air tout en assurant en même temps un approvisionne- ment suffisant en air secondaire à la base de la flamme au voi- sinage de la paroi de la cuvette.
Il est avantageux, mais non indispensable,,de prévoir le même nombre d'orifices dans les deux rangées 24 et 24a dispo- sés deux à deux. Bien entendu, la cuvette est également applicable aux brûleurs dans lesquels l'axe de la cuvette est vertical et à ceux où cet axe est horizontal ou incliné.
Lorsque les orifices supérieurs sont disposés en ali- gnement longitudinal avec les orifices inférieurs correspondants, comme sur les fig. 2 et 3, la trajectoire du jet supérieur croise celle du jet inférieur et les masses d'air des deux jets se ren- contrent. Lorsque l'orifice'supérieur n'est pas directement à 1' aplomb de l'orifice inférieur, il peut ne pas y avoir de rencontre directe entre les jets. Mais pour peu que les orifices soient suf- fisamment rapprochés entre eux, tant horizontalement-que vertica- . lement, l'interférence entre les jets est sensible sans qu'il y ait rencontre directe. Les zones d'interférence sont indiquées en
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pointillés sur les fig. 5 et 6.
En comparant les variantes des fig. 3 et 4, d'une part, et des fig. 5 et 6, d'autre part, on voit que, dans le premier cas, il existe lime rencontre directe entre les jets, alors que, dans le second cas, il existe une zone d'interférence entre les divers jets.