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La présente invention concerne des injecteurs de gaz. Quoique l'inven- tion se rapporte en particulier à des injecteurs de gaz utilisés dans des fours' industriels chauffés au gaz, elle n'y est pas@limitée car elle concerne, par exemple, également d'autres formes d'injecteurs de gaz tels que des brûleurs bun- sen et des dispositifs servant à injecter de l'air dans des espaces clos.
Elle a.notamment pour but de procurer un injecteur de gaz perfection- né qui fonctionne efficacement et qui puisse être utilisé de différentes façons.
Suivant l'invention, un injecteur de gaz comprend un corps, une cham- bre recevant le gaz dans ce corps, un dispositif pour raccorder la chambre rece- vant le gaz à une source de gaz, une première buse propre à transférer du gaz de la chambre de réception à un tube de décharge faisant partie du corps ou associée à ce dernier, des ouvertures d'induction principales de l'air dans le corps com- muniquant avec l'extrémité de la buse située près du tube de décharge, unè se- conde buse communiquant avec la chambre recevant le gaz, les deux buses et le tu- be de transfert étant coaxiaux, et des dispositifs pour raccorder la seconde bu- se à une source de gaz.
Le gaz fourni à la seconde et plus petite buse peut être identique à celui fourni à la première buse mais être à une pression différente, ou être un gaz différent.
Le tube de décharge peut faire partie du corps, par exemple dans un brûleur bunsen, ou peut être vissé dans le corps comme c'est le cas dans un in- jecteur de gaz destiné à un brûleur à gaz industriel.
Le dessin annexé est une coupe en élévation d'un injecteur de gaz sui- vant une forme d'exécution de l'invention.
L'injecteur de gaz représenté comprend un corps en métal coulé 1 présentant des parties d'extrémité avant et arrière 2 et 3'respectivement, reliées par des,bras venus d'une pièce 4 et 5 qui procurent ainsi un espace ouvert ou une ouverture d'induction d'air principale 6 dans le corps 1 communiquant avec l'atmosphère extérieure.
La partie 3 du corps est pourvue d'un bossage venu d'une pièce 7 qui s'étend dans l'espace 6 et dans lequel une première buse ou buse principale 8 est visséeo Une embouchure 9 d'un tube venturi ou tube de décharge 10 est vissée dans un passage ménagé dans la partie avant 2 du corps, l'embou- chure 9 coopérant avec la buse principale 8 et étant mobile axialement de façon à pouvoir se rapprocher et s'écarter de la.buse principale 8 afin de modifier le degré d'entraînement d'air entrant par l'ouverture d'induction 6 dans le cou- rant de gaz sortant de la buseo Une partie de la surface extérieure de l'embou- chure 9 est moletée et une vis de blocage 11 traversant le bras 4 coopère avec cette surface pour bloquer l'embouchure 9 de façon à l'empêcher de tourner sous l'effet des vibrations ou de causes analogueso La partie
d'extrémité 3 du corps 1 est'pourvue de deux trous d'entrée pour le gaz d'alimentation 12 et 13 tarau- dés, le trou d'entré'e 12 étant disposé coaxialement à la buse principale 8 et le trou d'entrée.13 étant perpendiculaire au premier. Les deux entrées 12 et 13 com- muniquént avec la buse 8 par l'intermédiaire de-l'intérieur creux 14 qui peut être considéré comme une chambre de réception du gaz de la partie 3 du corps 1.
Un-second porte-buse 15 est vissé dans le trou d'entrée 12 et comporte'un pas- sage central taraudé dans lequel est vissée une seconde buse 16 disposée coaxia- lement à la buse principale 8 et espacée axialement de celle-ci de façon que le gaz sortant de la seconde buse 16 et passant à la première buse 8 par l'inter- médiaire de la chambre de réception du gaz 14 puisse perdre une partie substan- tielle de son moment au cours de son écoulement.
Le porte-bùse auxiliàire 15 est fileté à une extrémité de façon à pouvoir être raccordé à une extrémité d'un tuyau d'amenée du gaz 17, et le trou d'entrée taraudé 13 peut être raccordé à un tuyau d'amenée du gaz:18. En fonctionnement, les deux tuyaux d'amenée du gaz peuvent ou non être raccordés à la même source de gaz.
Deux façons d'utiliser l'injecteur de gaz. que l'on vient de décrire
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avec référence au dessin annexé seront maintenant décrites.
Avec des 'brûleurs servant à chauffer des fours, il est souvent né- cessaire de réduira la. consommation de combustible des brûleurs soit temporaire- ment, soit pendant toute la période de fonctionnement restante du four. Ainsi, lors de sa mise en,route, un four doit habituellement être chauffé aussi rapide- ment que possible et les injecteurs de gaz associés aux brûleurs fonctionnent à leur débit de gaz maximum.
Lorsque le four est à la température appropriée, les brûleurs doivent être ralentis de façon à ne fournir au four qu'une chaleur d'en- tretien, c'est-à-dire que leur débit de chauffage doit être réglé de façon à compenser l'énergie consommée'dans le four et la perte d'énergie dans les envi- rons et de façon à maintenir l'installation en équilibre thermique. De même il est souvent nécessaire de ralentir l'arrivée de gaz aux brûleurs jusqu'à une quantité simplement suffisante pour maintenir une flamme sur les lumières des brûleurs. Une réduction précise de l'arrivée de gaz à l'injecteur, à ces moments, est une causé de difficultés considérables impliquant un réglage délicat des commandes qui se révèle très ennuyeux en pratique.
Dn surmonte les difficultés, au moins dans une certaine mesure, en utilisant l'injecteur de gaz décrit avec référence au dessin annexé.
Les, deux tuyaux d'amenée de gaz sont raccordés à la même source de gaz et pendant la:' période de préchauffage du four, les deux tuyaux d'amenée de gaz fournissent du,gaz au tube de transfert aux fins de combustion. Lors,que la période de préchauffage est terminée., on coupe l'arrivée de gaz du tuyau 18 et l'injecteur continue à fonctionner grâce à la buse secondaire uniquement, à, si possible, une pression plus faible,
L'action de couper l'alimentation de la buse principale.doit être lente, c'est-à-dire 'étendue sur une période non inférieure à 5 secondes pour per- mettre au courant d'air induit par le moment du courant de gaz provenant de la buse principale dese calmer parce qu'autrement l'aération momentanée qui a lieu pendant que:
1.., buse. auxiliaire prend le relais sera trop élevée et un retour de flamme se produira.
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Plus grande est la différence entre les dimensions de la buse princi- pale et de la buse auxiliaire, plus grande sera la dépendance de la stabilité de la flamme de 1a vitesse d'arrêt de la buse principale. Cette dépendance peut cependant être réduite lorsqu'on diminue la surface de la lumière du brûleur de façon à obtenir une flamme moins aérée et/ou en utilisant une embouchure plus petite dans le venturi. D'autre part, la grande buse ou buse principale peut être mise en action aussi rapidement que l'arrivée de gaz peut être ouverte..
On choisit la dimension de l'orifice de la buse auxiliaire suivant la pression de gaz qui lui est fournie afin d'obtenir le débit de gaz minimum requis pour permettre au brûleur de fonctionner pour maintenir la chaleur ou pour maintenir une flamme sur les lumières du brûleur. Les entrées d'alimentation du gaz sont alimentées par des sources de gaz indépendantes, de préférence sur- veillées, mais sont toutes deux alimentées simultanément jusqu'à ce qu'il faille faire fonctionner l'injecteur à consommation réduite. La buse auxiliaire est es- pacée de la.buse principale d'une distance suffisante pour permettre au moment du gaz sortant de la buse auxiliaire de se dissiper dans l'espace séparant les buses.
L'emploi de deux buses est également utile lorsque la buse auxiliaire est de dimension capable àe procurer la chaleur normalement requise et lorsque la buse principale est de dimension légèrement supérieure pour renforcer la chaleur fournie lorsqu'il le faut.
¯La. dimension de la buse concèrne l'alésage de l'orifice et ces alé- sages, dans certaines limites, peuvent être prévus de façon à définir les con- sommations maximum;et/ou minimum de combustible gazeux requises à des pressions prédéterminées et disponibles.
Il est plus facile d'obtenir une consommation de gaz minimum définie avec une petite buse à une pression raisonnablement' faible
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qu'avec une grande buse fonctionnant à une pression très faible ce qui donne une consommation imprévisibleo
L'injecteur de gaz que l'on vient de décrire peut également être utilisé efficacement comme injecteur de gaz à air forcée Jusqu'à présent, avec un injecteur de gaz à air forcé, il fallait utiliser un ventilateur près des ou- vertures d'induction de l'air afin de chasser positivement l'air dans le courant de gaz sortant de la buse de l'injecteur.
On a découvert qu'en alimentant la petite buse 16 avec de l'air sous pression élevée, qui est habituellement aisément disponible dans des usines, l'air est éjecté de la buse 16, traverse une chambre de réception du gaz, la première buse 8 et pénètre dans le tube de décharge ou tube venturi.
En même temps, le gaz provenant du tuyau 18 est introduit dans le courant d'air lorsqu'il traverse la chambre de réception du gazo Lorsque la pression d'air fournie la buse 16 monte au descend, l'arrivée de gaz du tuyau 18 varie .d'une façon quelque peu ana- loguea
Le moment du courant de gaz et d'air sortant de la buse 8 est suffi- sant pour induire,.à travers 1 ouverture d'air principale 6, les trois-quarts de l'air nécessaire pour la combustion, et le volume d'air sous pression élevée né- cessaire à cet effet est relativement faibleo On'obtient ainsi une certaine ré- duction des frais de fonctionnement d'un injecteur de gaz à air forcé puisque la quantité d'air sous pression élevée est plus faible que celle qui devrait être autrement utilisée.
Dans d'autres applications de l'injecteur de gaz suivant l'invention, différents gaz peuvent être mélangés ensemble, et l'air peut être fourni aux deux buses pour produire des volumes d'air accrus à des pressions plus faibles avec le volume minimum d'air à pression élevée.
Lorsque l'air sous pression est coupé complètement, l'injecteur fonctionne normalement comme un injecteur à buse de gaz unique.
REVENDICATIONS.
1. Injecteur de gaz, caractérisé en ce qu'il comprend un corps, une chambre de réception du gaz dans ce corps, des dispositifs pour raccorder la chambre de réception du gaz à une source de gaz, une première buse capable de transférer du gaz de la chambre de réception à un tube de décharge qui fait par- tie du corps ou qui est associé à ce dernier,' des ouvertures d'induction d'air principales dans le corps communiquant avec l'extrémité de la buse adjacente au tube de décharge, une seconde buse communiquant avec la chambre de réception du gaz,, les deux buses et le tube de transfert étant coaxiaux, et des dispositifs pour raccorder la seconde buse à une source de gaz.
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The present invention relates to gas injectors. Although the invention relates in particular to gas injectors used in industrial gas-fired furnaces, it is not limited thereto as it relates, for example, also to other forms of gas injectors. such as bunsen burners and devices for injecting air into enclosed spaces.
In particular, it aims to provide an improved gas injector which operates efficiently and which can be used in various ways.
According to the invention, a gas injector comprises a body, a chamber receiving the gas in this body, a device for connecting the chamber receiving the gas to a gas source, a first nozzle suitable for transferring gas from the gas source. the receiving chamber to a discharge tube forming part of or associated with the body, main air induction openings in the body communicating with the end of the nozzle located near the discharge tube, a second nozzle communicating with the chamber receiving the gas, the two nozzles and the transfer tube being coaxial, and devices for connecting the second nozzle to a source of gas.
The gas supplied to the second and smaller nozzle may be the same as that supplied to the first nozzle but at a different pressure, or be a different gas.
The discharge tube can be part of the body, for example in a bunsen burner, or can be screwed into the body as is the case in a gas injector for an industrial gas burner.
The accompanying drawing is a sectional elevation of a gas injector according to one embodiment of the invention.
The gas injector shown comprises a cast metal body 1 having front and rear end portions 2 and 3 'respectively, connected by integrally formed arms 4 and 5 which thus provide an open space or an opening. main air induction 6 in the body 1 communicating with the external atmosphere.
Part 3 of the body is provided with a boss coming from a part 7 which extends into the space 6 and in which a first nozzle or main nozzle 8 is screwed - A mouth 9 of a venturi tube or discharge tube 10 is screwed into a passage made in the front part 2 of the body, the mouth 9 cooperating with the main nozzle 8 and being axially movable so as to be able to approach and move away from the main nozzle 8 in order to modify the degree of entrainment of air entering through the induction opening 6 into the gas stream exiting the nozzle Part of the outer surface of the mouth 9 is knurled and a locking screw 11 passes through the arm 4 cooperates with this surface to block the mouthpiece 9 so as to prevent it from rotating under the effect of vibrations or similar causes.
end 3 of the body 1 is provided with two inlet holes for the feed gas 12 and 13 threaded, the inlet hole 12 being arranged coaxially with the main nozzle 8 and the hole of entry. 13 being perpendicular to the first. The two inlets 12 and 13 communicate with the nozzle 8 via the hollow interior 14 which can be considered as a chamber for receiving the gas from part 3 of the body 1.
A second nozzle holder 15 is screwed into the inlet hole 12 and has a central threaded passage into which is screwed a second nozzle 16 disposed coaxially with the main nozzle 8 and spaced axially therefrom. so that the gas exiting the second nozzle 16 and passing to the first nozzle 8 through the gas receiving chamber 14 may lose a substantial part of its moment during its flow.
The auxiliary nozzle holder 15 is threaded at one end so that it can be connected to one end of a gas supply pipe 17, and the tapped inlet hole 13 can be connected to a gas supply pipe. : 18. In operation, the two gas supply pipes may or may not be connected to the same gas source.
Two ways to use the gas injector. that we have just described
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with reference to the accompanying drawing will now be described.
With burners being used to heat ovens, it is often necessary to reduce the. fuel consumption of the burners either temporarily or during the entire remaining operating period of the furnace. Thus, when it is started up, an oven must usually be heated as quickly as possible and the gas injectors associated with the burners are operating at their maximum gas flow rate.
When the oven is at the appropriate temperature, the burners must be slowed down so as to supply the oven only with maintenance heat, that is to say that their heating flow must be adjusted so as to compensate. the energy consumed in the furnace and the loss of energy in the surroundings and so as to maintain the installation in thermal equilibrium. Likewise, it is often necessary to slow the arrival of gas to the burners to an amount simply sufficient to maintain a flame on the burner lights. Accurate reduction of the gas supply to the injector at these times is a cause of considerable difficulty involving delicate adjustment of the controls which proves very tedious in practice.
The difficulties are overcome, at least to some extent, by using the gas injector described with reference to the accompanying drawing.
The two gas supply pipes are connected to the same gas source and during the preheating period of the furnace, the two gas supply pipes supply gas to the transfer pipe for combustion. When the preheating period is over, the gas supply of pipe 18 is cut off and the injector continues to operate thanks to the secondary nozzle only, at, if possible, a lower pressure,
The action of turning off the power to the main nozzle must be slow, that is, extended over a period of not less than 5 seconds to allow for the air flow induced by the moment of the flow. gas from the main nozzle dese to calm down because otherwise the momentary aeration which takes place while:
1 .., nozzle. auxiliary takes over will be too high and a flashback will occur.
@
The greater the difference between the dimensions of the main nozzle and the auxiliary nozzle, the greater will be the dependence of the flame stability on the stop speed of the main nozzle. This dependence can, however, be reduced by reducing the area of the burner lumen so as to obtain a less aerated flame and / or by using a smaller mouthpiece in the venturi. On the other hand, the large nozzle or main nozzle can be put into action as quickly as the gas supply can be opened.
The size of the orifice of the auxiliary nozzle is chosen according to the gas pressure supplied to it in order to obtain the minimum gas flow required to allow the burner to operate to maintain heat or to maintain a flame on the lights of the burner. The gas supply inlets are supplied by independent, preferably monitored, gas sources, but are both supplied simultaneously until the injector needs to be operated at reduced consumption. The auxiliary nozzle is spaced from the main nozzle a sufficient distance to allow the moment of gas exiting the auxiliary nozzle to dissipate into the space between the nozzles.
The use of two nozzles is also useful when the auxiliary nozzle is of a size capable of providing the heat normally required and when the main nozzle is slightly larger in size to boost the heat supplied when required.
the. The size of the nozzle relates to the orifice bore and these bores, within certain limits, may be provided so as to define the maximum and / or minimum consumption of gaseous fuel required at predetermined and available pressures.
It is easier to achieve a defined minimum gas consumption with a small nozzle at a reasonably low pressure
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than with a large nozzle operating at very low pressure, which results in unpredictable consumption.
The gas injector just described can also be effectively used as a forced air gas injector. Heretofore, with a forced air gas injector, it was necessary to use a fan near the openings of the gas. induction of air in order to positively expel air in the gas stream exiting the nozzle of the injector.
It has been found that by supplying the small nozzle 16 with high pressure air, which is usually readily available in factories, the air is ejected from the nozzle 16, passes through a gas receiving chamber, the first nozzle. 8 and enters the discharge tube or venturi tube.
At the same time, the gas coming from the pipe 18 is introduced into the air stream as it passes through the gas receiving chamber When the air pressure supplied to the nozzle 16 rises as it goes down, the gas inlet from the pipe 18 varies in a somewhat analogous way
The moment of the flow of gas and air leaving the nozzle 8 is sufficient to induce, through the main air opening 6, three-quarters of the air necessary for combustion, and the volume d The high pressure air required for this is relatively low. Thus, a certain reduction in the operating costs of a forced air gas injector is obtained since the quantity of high pressure air is lower than that which should be otherwise used.
In other applications of the gas injector according to the invention, different gases can be mixed together, and air can be supplied to both nozzles to produce increased volumes of air at lower pressures with the minimum volume. air at high pressure.
When the pressurized air is completely shut off, the injector normally functions as a single gas nozzle injector.
CLAIMS.
1. Gas injector, characterized in that it comprises a body, a gas reception chamber in this body, devices for connecting the gas reception chamber to a gas source, a first nozzle capable of transferring gas from the receiving chamber to a discharge tube which forms part of or is associated with the body, main air induction openings in the body communicating with the end of the nozzle adjacent to the discharge tube. discharge, a second nozzle communicating with the gas receiving chamber, the two nozzles and the transfer tube being coaxial, and devices for connecting the second nozzle to a source of gas.