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INJECTEUR. POUR BRULEUR A GAZ,
Les réseaux de distribution de gaz ne donnent aucune garantie, quant à la pression d'arrivée aux appareils d'utilisation chez l'usagera Cette dernière varie actuellement entre 40 et 120 m/m d'eauo
La formule du débit applicable à tous les fluides :
Q = S x V dans laquelle Q est le débit
S est la section de sortie
V la vitesse du gaz devient dans le cas d'un gaz à pression H :
EMI1.1
Pour maintenir constant le débit Q a des pressions H1 et H2 dif- férentes du gaz, il faut que l'égalité suivante soit réalisée :
EMI1.2
Pour maintenir constant le- débit de gaz amené au brûleur, c'est- à-dire le pouvoir calorifique de ce brûleur:, il est donc nécessaire de régler la section de sortie du gaz en fonction inverse de la racine carrée de la pres- sion.
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On a déjà proposé de nombreux dispositifs permettant de régler la section de sortie du gaz, notamment les dispositifs de réglage à poin- teau, les injecteurs fendus, etc....
Mais ces dispositifs présentent des inconvénients. Le pointeau central crée une divergence du jet de gaz. L'injecteur fendu à bague de ré- glage produit un jet en étoile.
Ces déformations de la veine fluide donnent lieu à une destruc- tion partielle de la puissance vive du jet, et nuisent à son homogénéité en même temps qu'à l'entraînement de l'air primaire par la veine gazeuse.
On sait, en effet, qu'à la sortie d'un injecteur cylindrique, la veine gazeuse se présente sous forme d'un cône à génératrice courbe pour le- quel la tangente, en un point quelconque, est la composante de deux forces, l'une directement fonction de la puissance vive dirigée dans l'axe du jet, et de même sens que ce dernier, l'autre dirigée perpendiculairement à l'axe du jet et fonction de la pression statique en ce point.
De nombreuses expériences de laboratoire ont montré que le moindre élément étranger venant perturber la marche normale d'une veine fluide à la sortie d'un orifice, entra:tne un abaissement sensible de la puissance vive de cette veine.
La présente invention a pour but de réaliser un dispositif de ré- glage de débit permettant de soustraire la veine fluide à toute perturbation, de manière à lui conserver sa puissance vive maximum et à réaliser l'entraîne- ment de l'air primaire dans les meilleures conditions possibles.
L'invention concerne un injecteur réglable pour brûleur à gaz, ca- ractérisé par ce qu'il comporte un orifice de sortie axial principal toujours ouvert et correspondant à la pression maximum, et des moyens réglables pour adjoindre, autour de la veine axiale principale sortant de cet orifice, une veine annulaire complémentaire dont l'importance augmente si la pression di- minue, ce qui permet de maintenir un débit de gaz constant, malgré des pres- sions différentes de ce gaz.
Suivant une caractéristique de l'invention, l'orifice axial prin- cipal de sortie du gaz est ménagé dans un ajutage principal qui comporte des orifices latéraux de sortie du gaz constituant la veine annulaire complé- mentaire réglable.
Suivant une autre caractéristique de l'invention, l'ajutage prin- cipal est splidaire d'un corps d'injecteur de forme tubulaire sur lequel sont montés, de fagon réglable, les moyens permettant de faire varier l'importance de la veine annulaire complémentaire formée par le gaz sortant de l'ajutage par les orifices latéraux.
Suivant une autre caractéristique de l'invention, les moyens per- mettant de faire varier l'importance de la veine annulaire complémentaire sont constitués par un capuchon présentant lui-même un ajutage conique dont l'orifice de sortie est de section plus grande que la section de l'orifice axial principal du corps d'injection.
L'invention s'étend également aux caractéristiques ci-après décri- tes et à leurs diverses combinaisons possibles.
Un injecteur conforme à l'invention est représenté, à titre d'exem- ple, sur le dessin ci-joint, dans lequel :
La figure 1 est une vue en coupe axiale de l'injecteur.
La figure 2 est une vue en coupe transversale de cet injecteur sui- vant la ligne 2-2 de la figure 1.
La figure 3 est un schéma explicatif du mécanisme de réglage.
L'injecteur représenté sur les figures 1 et 2 comporte les éléments essentiels suivants : a) Un corps d'injecteur (1) présentant la forme d'un élément tubu-
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laire portant une collerette (2) séparant deux portées filetées extérieu- rement (3) (4).
La partie filetée (4) se prolonge par un ajutage conique (5) percé d'un trou axial (6) de diamètre d1 et d'un certain nombre de trous latéraux (7) répartis régulièrement sur la surface conique de cet ajutage. b) Un capuchon d'injecteur (8) comportant une partie cylindrique (9) filetée intérieurement, prolongée d'un côté par un ajutage conique (10) percé d'un orifice axial (11) de diamètre d2.
L'ajutage conique (.10) comporte intérieurement autour de l'orifice axial (11) une portée conique (12) susceptible de s'appliquer de façon étén- che sur l'extrémité conique de l'ajutage (5) du corps de l'injecteur.
Le capuchon (8) se visse par son filetage intérieur (9) sur la portée filetée (4) du corps (1) de l'injecteur. c) Un contre-écrou de blocage (13) vissé sur la portée filetée (4) du corps de l'injecteur entre la collerette (2) et le capuchon (8).
Le diamètre (d1) du trou (6) du corps de l'injecteur est calculé pour que ce trou laisse passer un débit Q normal à la plus haute pression pos- sible (H1 = 120 m/m par exemple pour le gaz de ville).
Le diamètre (d2) du trou (il) du capuchon (8) est celui du troud'un injecteur fixe qui laisserait passer ce même débit Q à la plus basse pression possible (H2 = 40 m/m par exemple pour le gaz de ville).
EMI3.1
Le rapport 81 étant égal à VH2 '82 'i#
EMI3.2
Le rapport des diamètres d1 et d sera donc égal à la racine 4 de l'inverse des pressions limites H1 et 2.
L'injecteur ci-dessus décrit est utilisé de la façon suivante : Si la pression du gaz est maximum soit E = 120 m/m par exemple, le capuchon (8) est vissé à fond sur le corps (1) de l'injecteur, de manière à ce que la portée conique intérieure (12) de ce manchon vienne s'appliquer contre la surface conique extérieure de l'ajutage (5) du corps (1) de l'in- jecteur.
L'appareil se comporte comme un injecteur non réglable dont l'o- rifice est le trou (6) de diamètre dl, le débit est Q.
Si la pression du gaz est minimum, soit H2 = 40 m/m par exemple, le capuchon est dévissé de manière à laisser un espace suffisant entre l'a- jutage (5) du corps d'injecteur et la partie conique (10) du capuchon.
Le gaz accède à cet espace en passant par le trou axial (6) et par les trous latéraux (7) de l'ajutage conique (5) du corps (1) d'injecteur, puis s'échappe à l'extérieur par le trou axial (11) du capuchon qui règle sont débit.
L'injecteur se comporte comme un injecteur non réglable dont l'o- rifice (il) à un diamètre d2.le débit est donc toujours égal à Q d'après ce qui a été démontré plus haut.
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Pour toutes les pressions H intermédiaires entre les pressions ex- trémes H1 et H2, le capuchon (8) sera vissé ou dévissé jusqu'à une position intermédiaire entre les deux positions extrêmes ci-dessus, position pour la- quelle la section de sortie du gaz permettra d'assurer le 'même débit Q.
Le contre-écrou (13) vissé sur la portée filetée (4) permettra d' immobiliser le capuchon (8) dans sa position de réglage.
L'injecteur ci-dessus permet notamment de réaliser les avantages techniques suivants :
1 ) Aux pressions voisines des pressions extrêmes H et H l'in- jecteur se comporte comme un injecteur non réglable, donnant lieu à un jet homogène favorable à l'entrainement de l'air primaire.
2 ) Aux pressions intermédiaires, le jet se compose d'une veine a- xiale (V1) provenant du trou (6) de l'ajutage (5) du corps 4'injecteur et d' une veine périphérique (V2) enveloppant cette veine axiale et provenant de l'espace annulaire conique existant entre cet ajutage (5) et le capuchon (8) (fig. 3).
Ces deux courants de gaz passent ensemble dans l'orifice de sortie (11) du capuchon, ce qui produit leur union étroite et donne lieu à un jet aussi homogène que dans les cas limites.
Ce jet sera d'ailleurs d'autant plus homogène que l'angle 2 [alpha], angle au sommet du cône d'injecteur (5) et de la portée conique (12) sera plus faible.
L'entratnement de l'air primaire sera donc réalisé dans les meil- leures conditions, même dans les positions intermédiaires de réglage.
REVENDICATIONS
1 ) - Injecteur réglable pour brûleur à gaz, caractérisé par ce qu'il comporte un orifice'de sortie axial principal (6), toujours ouvert et correspondant à la pression maximum, et des moyens réglables (8) pour ad- joindre, autour de la veine axiale principale sortant de cet orifice (6) une veine annulaire complémentaire dont l'importance augmente si la pression di- minue,ce qui permet de maintenir un débit de gaz constant malgré des pres- sions différentes de ce gaz.
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INJECTOR. FOR GAS BURNER,
The gas distribution networks do not give any guarantee as to the inlet pressure to the devices used by the user.The latter currently varies between 40 and 120 m / m of water.
The flow rate formula applicable to all fluids:
Q = S x V where Q is the flow
S is the output section
V the gas speed becomes in the case of a gas at pressure H:
EMI1.1
To keep the flow rate Q constant at pressures H1 and H2 that are different from the gas, the following equality must be achieved:
EMI1.2
To maintain constant the gas flow rate supplied to the burner, that is to say the calorific value of this burner :, it is therefore necessary to adjust the gas outlet section as an inverse function of the square root of the pressure. if we.
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Numerous devices have already been proposed which make it possible to adjust the gas outlet cross-section, in particular needle adjustment devices, split injectors, etc.
But these devices have drawbacks. The central needle creates a divergence of the gas jet. The slotted injector with adjusting ring produces a star pattern.
These deformations of the fluid stream give rise to a partial destruction of the live power of the jet, and impair its homogeneity at the same time as the entrainment of the primary air by the gas stream.
We know, in fact, that at the outlet of a cylindrical injector, the gas stream takes the form of a cone with a curved generatrix for which the tangent, at any point, is the component of two forces, one directly dependent on the live power directed in the axis of the jet, and in the same direction as the latter, the other directed perpendicularly to the axis of the jet and a function of the static pressure at this point.
Numerous laboratory experiments have shown that the slightest foreign element disturbing the normal course of a fluid vein at the exit of an orifice, entails a significant lowering of the living power of this vein.
The object of the present invention is to provide a flow rate regulating device making it possible to remove the fluid stream from any disturbance, so as to keep its maximum live power and to carry out the entrainment of the primary air in the airways. best possible conditions.
The invention relates to an adjustable injector for a gas burner, characterized by the fact that it comprises a main axial outlet orifice always open and corresponding to the maximum pressure, and adjustable means for adding, around the main axial flow outgoing from this orifice, a complementary annular vein, the size of which increases if the pressure decreases, which makes it possible to maintain a constant gas flow rate, despite different pressures of this gas.
According to one characteristic of the invention, the main axial gas outlet orifice is formed in a main nozzle which comprises lateral gas outlet orifices constituting the additional adjustable annular stream.
According to another characteristic of the invention, the main nozzle is split from a tubular-shaped injector body on which are mounted, in an adjustable manner, the means making it possible to vary the size of the complementary annular vein. formed by the gas leaving the nozzle through the side ports.
According to another characteristic of the invention, the means making it possible to vary the size of the complementary annular vein consist of a cap itself having a conical nozzle, the outlet orifice of which has a section greater than the section of the main axial orifice of the injection body.
The invention also extends to the characteristics described below and to their various possible combinations.
An injector according to the invention is shown, by way of example, in the accompanying drawing, in which:
Figure 1 is an axial sectional view of the injector.
Figure 2 is a cross-sectional view of this injector taken along line 2-2 of Figure 1.
Fig. 3 is an explanatory diagram of the adjustment mechanism.
The injector shown in Figures 1 and 2 comprises the following essential elements: a) An injector body (1) having the shape of a tubular element
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plate carrying a collar (2) separating two externally threaded surfaces (3) (4).
The threaded part (4) is extended by a conical nozzle (5) pierced with an axial hole (6) of diameter d1 and a certain number of lateral holes (7) distributed regularly on the conical surface of this nozzle. b) An injector cap (8) comprising a cylindrical part (9) threaded internally, extended on one side by a conical nozzle (10) pierced with an axial orifice (11) of diameter d2.
The conical nozzle (.10) has internally around the axial orifice (11) a conical bearing surface (12) capable of resting tightly on the conical end of the nozzle (5) of the body of the valve. the injector.
The cap (8) is screwed by its internal thread (9) on the threaded seat (4) of the body (1) of the injector. c) A locking locknut (13) screwed onto the threaded seat (4) of the injector body between the collar (2) and the cap (8).
The diameter (d1) of the hole (6) of the injector body is calculated so that this hole allows a normal flow rate Q to pass at the highest possible pressure (H1 = 120 m / m for example for town gas ).
The diameter (d2) of the hole (il) of the cap (8) is that of the hole of a fixed injector which would allow this same flow rate Q to pass at the lowest possible pressure (H2 = 40 m / m for example for town gas ).
EMI3.1
The ratio 81 being equal to VH2 '82 'i #
EMI3.2
The ratio of the diameters d1 and d will therefore be equal to the root 4 of the inverse of the limiting pressures H1 and 2.
The injector described above is used as follows: If the gas pressure is maximum, i.e. E = 120 m / m for example, the cap (8) is screwed firmly onto the body (1) of the injector , so that the internal conical bearing surface (12) of this sleeve comes to rest against the external conical surface of the nozzle (5) of the body (1) of the injector.
The device behaves like a non-adjustable injector whose orifice is hole (6) of diameter dl, the flow rate is Q.
If the gas pressure is minimum, ie H2 = 40 m / m for example, the cap is unscrewed so as to leave sufficient space between the nozzle (5) of the injector body and the conical part (10) of the cap.
The gas enters this space by passing through the axial hole (6) and through the side holes (7) of the conical nozzle (5) of the injector body (1), then escapes to the outside through the axial hole (11) of the cap which regulates its flow.
The injector behaves like a non-adjustable injector whose orifice (il) has a diameter d2. The flow rate is therefore always equal to Q according to what has been demonstrated above.
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For all the pressures H intermediate between the extreme pressures H1 and H2, the cap (8) will be screwed or unscrewed to an intermediate position between the two extreme positions above, position for which the outlet section of the gas will ensure the 'same flow Q.
The lock nut (13) screwed onto the threaded seat (4) will allow the cap (8) to be immobilized in its adjustment position.
The above injector makes it possible in particular to achieve the following technical advantages:
1) At pressures close to extreme pressures H and H, the injector behaves like a non-adjustable injector, giving rise to a homogeneous jet favorable to the entrainment of the primary air.
2) At intermediate pressures, the jet consists of an axial vein (V1) coming from the hole (6) of the nozzle (5) of the injector body and of a peripheral vein (V2) enveloping this vein axial and coming from the conical annular space existing between this nozzle (5) and the cap (8) (fig. 3).
These two gas streams pass together in the outlet orifice (11) of the cap, which produces their close union and gives rise to a jet as homogeneous as in borderline cases.
This jet will also be all the more homogeneous as the angle 2 [alpha], angle at the top of the injector cone (5) and of the conical seat (12) will be smaller.
The primary air will therefore be entrained under the best conditions, even in the intermediate adjustment positions.
CLAIMS
1) - Adjustable injector for gas burner, characterized in that it comprises a main axial output orifice (6), always open and corresponding to the maximum pressure, and adjustable means (8) for adding, around from the main axial flow leaving this orifice (6) a complementary annular flow the importance of which increases if the pressure decreases, which makes it possible to maintain a constant gas flow despite different pressures of this gas.