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BRULEUR A COMBUSTIBLE LIQUIDE ET A GAZ COMPRIME.
L'invention concerne les brûleurs à combustible liquide et en particulier ceux qui sont utilisés pour le chauffage des fours de cuisson des briques ou autres produits céramiques. Les brûleurs selon l'invention peuvent être employés dans n'importe quel type de four comprenant par exem- ple les fours tunnel rectiligne ou annulaire, continu ou sépare en chambres, et notamment les fours appelés Hoffmann.
Dans de tels fours les briques ou autres produits à cuire sont empilés dans toute la section du four en laissant entre eux les intervalles juste nécessaires au passage des gaz chaudso La cuisson doit y être condui- te de façon très lente,mais à une température maximum très élevée.
Pour assurer une répartition régulière de la température et par suite, une cuisson égale des produits à tous les niveaux de l'empilage, la combustion doit s'effectuer sur toute la section du four, condition qui n'est pas remplie par les brûleurs à flamme ordinaires, car du fait de la lenteur o- bligatoire de l'opération, les débits sont trop faibles et les flammes trop localisées.
En outre, en raison de la température finale très élevée et de la grande épaisseur de maçonnerie les brûleurs se trouvent disposés au fond de véritables puits où ils sont soumis à un rayonnement et à une température très importante qui les détériorent.
On-a tenté de remédier à ces inconvénients en remplaçant les brû- leurs par des distributeurs de combustible, laissant tomber celui-ci goutte à goutte dans la chambre du four, mais dans ée cas, on a encore des diffé- rences sensibles de température sur la hauteur de l'empilage des produits, du fait que la combustion se fait surtout au voisinage de la sole du four. On constate en outre des dépôts intempestifs de coke de pétrole.
L'invention remédierà l'ensemble des inconvénients des systèmes de chauffage actuellement connus utilisant un combustible liquide tel que du fuel
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Le brûleur selon l'invention comporte en particulier un tube axial d'écoulement du combustible liquide, et une tête de brûleur entourant l'extré- mité du tube d'écoulement du combustible, cette tête étant parcourue par un courant d'air ventilé provenant d'un espace annulaire formant chemise autour du cube axial, la tête de brûleur ayant la forme d'une buse conique convergeant devant l'extrémité du tube axial pour que la projection de l'air assure la pro- jection du liquide en fines gouttelettes.
D'autres caractéristiques du brûleur selon l'invention seront dé- crtes en se référant au dessin.
Fig. 1 est une coupe verticale d'une chambre de four Hoffmann équi- pé de trois brûleurs selon l'invention.
Fig. 2 est une coupe verticale à plus grande échelle d'un brûleur selon l'invention.
. Fig. 3 est une élévation d'une variante de réalisation d'un brûleur selon l'invention.
Fig. 4 est une élévation de côté de la partie supérieure du brûleur représenté fig. 3.
Fig. 5 est une vue en plan du brûleur de la fig. 3.
Fig. 6 est une coupe verticale montrant la disposition interne des organes du brûleur de la fig. 3.
Sur la fig. l, est représentée la coupe d'une chambre 10 de cuisson d'un four Hoffmann dans la voûte 11 de laquelle sont pratiqués trois puits de chauffe 12,13 et 14 garnis chacun d'un brûleur 15, alimenté en combustible liquide (fuel-oil) par une rampe commune 16, par l'intermédiaire d'une conduite flexible 17 commandée par une vanne d'isolement 18. Le brûleur est également alimenté en air comprimé sous une pression modérée, par une rampe commune 19, par l'intermédiaire d'une conduite flexible 21 commandée par une vanne d'isole- ment 22.
La chambre 10 du four est garnie de briques à cuire 23, empilées de manière à laisser entre elles des intervalles 24, nécessaires à la circula- Lion des gaz chauds entre les piles.
La partie supérieure de chaque puits de chauffe est garnie d'une monture25 formant une gouttière annulaire 26 remplie de sable. Dans ce sable, plonge une sorte de cloche 27 percée en son centre d'une ouverture bordée par un collier 28, dans lequel est enfilé le corps proprement dit 15 du brûleur.
Des vis 29 engagées transversalement dans le collier immobilisent le c orps du brûleur à la hauteur convenable.
Ce brûleur comprend en premier lieu un tube d'écoulement de com- bustible 31 engagé, à sa partie supérieure, dans un chapeau 32 lequel commu- nique, par une tubulure 33 et un raccord 34, avec un obturateur à pointeau 35 du type "compte-gouttes" dont le corps est muni d'un regard transparent 36.
Cet obturateur est relié à la conduite flexible 17 d'amenée de combustible.
Un support 37 est engagé d'une part dans le raccord 34 et d'autre part dans une console 38 solidaire du corps 15 du brûleur.
Le tube d'écoulement de combustible est de préférence en deux é- léments réunis par un manchon taraudé 39; 1'élément inférieur 41 du tube d'é- coulement peut ainsi être constitué réfractaire ou en un métal réfractaire susceptible de résister convenablement à la chaleur et à la corrosion, tandis
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que l'élément supérieur 31 est en acier ordinaire.
Le tube d'écoulement de combustible est disposé suivant l'axe du corps 15 du brûleur, laissant ainsi un espace annulaire dans lequel débouche par l'intermédiaire d'une tubulure 42, la conduite flexible 21 d'amenée d'air comprimé à faible pression. A sa partie inférieure, le corps 15 du brûleur se termine par un manchon taraudé 43 dans lequel est vissé un élément tubulai- re en métal ou en réfractaire 44 de même section que le corps 15, mais façonné à sa partie inférieure de manière à former, autour de l'extrémité de l'élément 41 du tube d'écoulement,. une sorte de buse à air conique et convergente ; cette raison, on donne conventionnellement à l'élément tubulaire 44 le nom de "tête du brûleur".
Cette tête peut être plus ou moins vissée dans le manchon
43 et elle est immobilisée au moyen d'un contre écrou 45.
Le maintien du tube d'écoulement de combustible 31-41 dans sa po- sition correcte coaxiale vis à vis de la tête du brûleur 44, est assuré par quatre bossages 46 taillés à l'intérieur de cette tête.
Suivant l'exemple représenté, le brûleur est complété par une gai- ne en métal ou en réfractaire 47 entourant la tête du brûleur 44. A sa partie supérieure, la gaine 47 est partiellement enfilée sur un manchon 48 fixé au corps 15 du brûleur. Dans ce manchon sont engagées des vis transversales 49 qui traversent la gaine 47 dans des fentes longitudinales 50 grâce auxquelles la gaine peut être aisément réglée en hauteur, avant d'être fixée sur le man- chon 48.
Au-dessous du manchon 48, le corps 15 est percé de trous 51 faisant communiquer l'intérieur du corps 15 avec l'intervalle annulaire compris entre ce corps 15 et la gaine 47.
A sa partie inférieure, la tête de brûleur 44 compor te un épanouis- sement 52 et l'extrémité de la gaine 47 qui se présente jusque au--dessus de cet épanouissement, comporte un biseau 53 pour constituer.uné buse à air conique divergente.
Enfin, à l'intérieur du tube d'écoulement de combustible 31-41 est . engagée une tirette 54, de longueur au moins égale à celle du tube et apparais- sant à l'extérieur en haut du brûleur, après avoir traversé le chapeau 32.
Une vis transversale 55 engagée dans ce chapeau, immobilise la tirette 54 en dehors de ses péroides d'emploi, dans la position représentée.
L'utilisation et le fonctionnement du brûleur ainsi décrit sont les suivants; Il convient tout d'abord de régler les positions relatives de la tête de brûleur 44 par rapport au tube d' écoulement 41, et de la gaine 47 par rapport à la tête de brûleur. Le premier réglage s'effectue en vissant plus ou moins la tête de brûleur 44 dans le manchon 43 et en la bloquant, dans la position choisie, au moyen du contre-écrou 45. Le réglage de la position de la gaine 47, s'effectue en desserrant les vis 49, puis en faisant coulisser la gaine sur le manchon 48 et en resserrant les vis 49 lorsque la position cher- chée est obtenue.
Le réglage de la p énétration du brûleur dans le puits de chauffe s'effectue par desserrage des vis 29, coulissement du corps 15 du brûleur dans le collier 23 et resserrage des vis 29.
Le brûleur ainsi réglé étant mis en place, avec la cloche 27 repo- sant à fond dans la gouttière 26 dont le sable forme joint, et l'allumage du four étant supposé amorcé par un moyen quelconque, l'opérateur ouvre d'abord la vanne d'admission d'air 22, puis la vanne d'admission de combustible 18 et règle le pointeau de l'obturateur compte-goutte 35 en observant l'écoule- ment par le regard 36.
Le combustible parcourt le tube d'écoulement 31 et l'élément d'extrémité .41' d'où il tombe en'gouttes successives, mais dès qu'une goutte a quitté l'élément- 41, elle. se trouve exposée à l'action
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du jet d'air convergent sortant de l'orifice central de la tête du brûleur 44) et cette goutte est divisée en fines gouttelettes qui sont projetées dans la chambre 10 du four où elles s'allument et brûlent complètement sur toute la hauteur de cette chambre.
En agissant sur la vanne d'admission d'air 22, on fait varier à volonté la pression du jet d'air et, par suite la dimension moyenne des gouttelettes de combustibles. On parvient ainsi facilement à un réglage tel que la dimension des gouttelettes produites leur assure une durée de combus- tion égale à leur durée de parcours jusqu'à la sole du four, sans qu'aucune particule imbrûlée ne puisse cependant atteindre cette sole. Cette faculté d'obtenir des gouttelettes de la dimension voulue constitue un des avantages importants du brûleur conforme à l'invention, puisqu'ainsi -on est assuré de réaliser l'uniformité de la chauffe à tous les niveaux des piles de briques - 23. Grâce à cette disposition, la proportion des produits insuffisamment cuits ou, au contraire, surcuits devient infime..
L'air dérivé par les trous 51 dans la gaîne 47 s'échappe entre l'épanouissement 52 et le biseau 53 et forme à la partie supérieure de la zo- ne de combustion un écran d'air divergent qui protège la tête de brûleur con- tre tout échauffement excessif et, dans le cas de fours fonctionnant en pres- sion, empêche de façon absolue tout refoulement de produits de la combustion dans le puits de chauffe. De plus cette circulation continue d'air dans la gaine 47 refroidit la tête de brûleur 44 et en prolonge considérablement la durée.
Pour la même raison, la cokéfaction intempestive du combustible dans l'élément d'écoulement 41 est sinon supprimée du moins notablement retar- dée. Au cas où un tel incident se produirait, une manoeuvre rapide de la ti- rétte 54 permet d'y remédier sans délai.
Toutefois, lorsqu'il s'agit d'un four fonctionnant à basse tempé- rature, et en dépression, la gaine 47 et les trous 51 peuvent être supprimés.
Un autre avantage du brûleur conforme à l'invention réside dans le fait que son fonctionnement reste toujours aussi satisfaisant même si son aplomb n'a pu être rigoureusement assuré dans la gouttière 26.
Les figs. 3 à 6 représentent une variante de réalisation du brû- leur représenté sur la fig. 2. Dans cette variante le brûleur comporte un dis- p ositif doseur réglable permettant de déterminer avec précision le débit moyen du combustible fourni au brûleur.
Sur ces figs. est représenté un brûleur dont la partie inférieure comprend une buse à air 56 qui est entourée d'une gaine de protection régla- ble 57 et qui est combinée avec un tube d'écoulement axial 58 du combustible liquide. Ce tube s'étend vers le haut, à l'intérieur du corps 59 du brûleur, il s'ouvre dans le fond d'un corps de pompe cylindrique 60, monté directement à la partie supérieure du brûleur.
Le corps de pompe 60 communique latéralement avec une conduite 61 d'amenée de combustible par l'intermédiaire d'un clapet de retenue, à bille 62,par exemple dont la bille est appliquée sur son siège par un ressort taré 63. Le ressort est taré de manière que le clapet reste juste fermé pour la pression normale du combustible, et s'ouvre aussitôt que s'exerce une peti- . te dépression dans le corps de pompe 60.
Ce corps de pompe renferme un piston 64 constitué par une rondel- le emboutie en cuir ou caoutchouc spécial montée sur une tige 65 qui apparaît à l'extérieur du corps de pompe et traverse un presse-étoupe 66.
Le brûleur est combiné avec une coulisse 67 portant d'une part une poignée de manoeuvre 68 et d'autre part un maneton latéral 69 passant dans
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la fene longitudinale d'une glissière 70. Sur le maneton 6,est engagée l'extrémité supérieure d'une bielle 71. Cette bielle 71 est articulée d'autre part sur un axe 72 mon té dans la fente 73 d'un bras d'un levier pivotant 74.
L'axe 72 est fixe en tout point convenable de la fente 73 grâce au serrage d'un écrou à oreilles 75.
Le levier 74 pivote sur un axe 76 porté par un socle 77 qui suppor- te le brûleur 59.
Le levier 74 est solidaire d'un bras 78 relié par une bielle 79 à une manivelle ou à un excentrique (non représenté) tournant continuelle'- mentet faisant partie d'une distribution de force motrice équipant le four.
Le socle 77 est solidaire d'un manchon 80 dans lequel peut coulis- ser le brûleur 59. Le coulissement est limité par un collier 81 à la hauteur voulue par une vis 82. Une vis supplémentaire actionnée par un volant 83 per- let de bloquer le brûleur 59 dans le manchon 80.
Le collier 81 sert en particulier à repérer une fois pour toute la hauteur optimum pour le brûleur.
Le socle 77 repose sur la voûte du four par l'intermédiaire de trois pieds 84 mobiles par rapport au socle et dont la position peut être blo- quée par des vis 85.
Un collet inférieur annulaire 36'est destiné à s'engager dans un joint de sable.-
L'embase du socle 77 présente une couverture en arc de cercle 87 fermée par un volet mobile permettant de regarder dans le puits de chauffe.
De préférence le piston 64 est prolongé vers le bas par une tige 38 s'étendant avec un jeu suffisant-sur toute la longueur de l'intérieur du tube d'écoulement 58.
Le brûleur qui vient d'être décrit fonctionne de la fagon suivan- te.
La bielle 79 étant animée d'un mouvement alternatif, détermine.un mouvement alternatif de la bielle 71 par l'intermédiaire des bras de leviers 74 et 73. L'amplitude du mouvement de la bielle 71 est déterminée par la po-. sition de l'axe 72 dans la rainure 73.
La bielle 71 transmet son mouvement au maneton 69, à la coulisse 67 et à la tige 65 du piston 64.
A sa première course descendante le piston crée au-dessus de lui une dépression aspirant le liquide combustible.
A la course ascendante du piston la bielle 62 ferme le clapet, et grâce à la flexion du piston 64, ce dernier peut remonter en laissant passer autour de lui le combustible liquide.
A la course descendante suivante, le piston 64 refoule le combus- tible dans le tube 58 et aspire simultanément une nouvelle quantité de com- bustible.
Les mouvements se poursuivent ensuite comme il vient d'être décrit.
En raison de la viscosité du combustible et ¯de la longueur du tube d'écoulement, le débit-dû combustible.au brûleur est pratiquement continue.
Le combustible tombe sous forme de gouttes qui, par l'action du jet d'air com- primé, s'échappent de la buse à air convergente 56, et se trouvent réduites
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en fines gouttelettes assurant dans le four l'allure de combustion désirée.
Le débit du combustible est réglé en modifiant la position de l'axe 72 dans la fente 73 du bras de levier 74.
L'invention pourrait être mise en oeuvre avec des variantes de réalisation. Par exemple on pourrait substituer au piston 64 en cuir embou- ti, un piston indéformable, mais comportant un passage intérieur contrôlé par un clapet de retenue.
On pourrait également adjoindre au corps de pompe une véritable distribution à clapets ou à tiroir pour faire fonctionner le piston à double effet, et assurer une continuité rigoureuse du débit du combustible.
La tige 88 assure non seulement l'écoulement du combustible, mais également le décrassage permanent de la partie inférieure du tube 58.
La poignée 66 permet,, à la mise en marche du brûleur, d'amorcer à la main la pompe de combustible, après avoir séparé la bielle 71 du bras de levier 74.
Bien entendu en outre, on peut prévoir une seule commande pour un ensemble de brûleurs,-en accouplant les mécanismes d'entraînement de tous les brûleurs.
De plus le clapet à bille 62 pourrait être remplacé par un clapet différent mais rendant le même service. Enfin la pompe à piston du brûleur pourrait être remplacée par une pompe à air, l'air de.soufflage du brûleur é- tant utilisé pour commander la pompe. On pourrait également envisager l'utili- sation d'une pompe à membrane éléctrique.
REVENDICATIONS.,
1. - Brûleur' à combustible liquide et à air soufflé caractérisé par le fait qu'il comporte un tube axial d'écoulement du combustible liquide, et une tête de brûleur entourant l'extrémité du tube d'écoulement du combus- tible, cette tête étant parcourue par un courant d'air provenant d'un espace annulaire formant chemise autour du tube axial, la tête de brûleur ayant la forme d'une buse cônique convergeant devant l'extrémité du tube axial, pour que la projection de l'air soufflé assure la projection du liquide en fines gout- telettes.