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Brûleur de combustibles liquides à pulvérisation intégrale ou partielle par fluide auxiliaire sous pression.
Pour pulvériser les combustibles liquides on utilise généralement deux procédés. Le procédé dit par pulvérisa- tion mécanique qui consiste à utiliser la propre pres- sion du combustible pour réaliser, dans une chambre de rotation, un écoulement rotato-centripète, jusqu'à un orifice de sortie de petit diamètre que le liquide traver- se avant de se dissocier sous la double action de la for- ce centrifuge et de la vitesse axiale.
Le procédé dit par fluide auxiliaire qui consiste à ' utiliser un fluide léger sous pression, généralement de l'air ou de la vapeur d'èau pour entraîner le combustible ou simplement le rencontrer de façon que le choc et la vitesse finale en direction plus ou moins divergente réa- lisent une division des particules de combustible,
Dans certains brûleurs on utilise la combinaison de
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ces deux procédés en faisant débiter un brdleur à pulvéri- sation mécanique dans une enceinte où se meut un fluide auxiliaire sous pression de fcçon à y obtenir une émulsion qui- traversant un ou des orifices terminaux- réalise la di- vision souhaitée et même , parfois, la projection du mélange dans des directions prédéterminées.
Chacun de ces modes de pulvérisation a des avantages mais aussi des inconvénients dont les principaux sont les suivants : pour le premier, limitation de la variation du débit s'il n'est pas agrémenté d'une disposition complémentaire , pour le deuxième , consommation élevée du fluide auxiliaire, et dans le cas de la solution combinée influence des varia- tions de pression du fluide auxiliaire sur le débit du combus- tible liquide, rendant le réglage délicat , surtout lorsqu'on veut faire varier le débit.
Le brûleur faisant l'objet de la présente invention utilise les avantages de chacun des procédés de pulvérisation: mécanique et par fluide auxiliaire, mais en supprimant les inconvénients puisqu'il permet, d'une part, de réaliser de grandes variations de débit , et d'autre part de ne nécessi- ter qu'une consommation extrêmement faible de fluide auxi- liaire.
Pour en apprécier la conception, insistons sur deux questions fondamentales
I ) Dans un brûleur à pulvérisation mécanique ordi- naire, dit à caractéristiques constantes , d'une part le débit est proportionnel à la racine carrée de la pression et
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d'autre part la pression doit avoir une valeur minimum de l'ordre de 8 Kgs par Cm 2 pour que la pulvérisation obtenue soit assez bonne.
Une grande variation de débit ,10 par exemple, nécessiterait une variation de pression de IOO,&puisque le minimum est de l'ordre de 8 Kgs. c'est à l'énorme pression de 800 Kgs par Cm2 qu'il faudrait porter le combustible pour réaliser le débit maximum.
2 ) Dans un brûleur à pulvérisation par fluide auxiliaire , le débit du dit fluide doit être proportionnel au résultat à atteindre , c'est à dire être suffisamment important pour réaliser la pulvérisation du débit maximum.
Il n'en est pas de même si l'on demande à la pulvé- risation mécanique seule ou pratiquement seule, la réalisation des débits élevés, et à la pulvérisation par fluide auxiliaire seule ou pratiquement seule, la réalisation des débits infé- rieurs , c'est à dire ceux correspondants des pressions de combustible pour lesquelles la pulvérisation mécanique serait insuffisante.
Si par exemple, on compte sur la pulvérisation mé- canique pour assurer la pulvérisation entre les pressions de 3 à 30 Kgs par cm2 et que l'on charge le fluide auxiliaire de parfaire la pulvérisation entre les pressions de Ok.300 et 8 Kgs, on aura obtenu un brûleur dont la variation totale du débit sera égale à Ú30/0,3= 10 et dont la consommation de fluide auxiliaire ne correspondra au maximum qu'à la quan- tité nécessaire pour pulvériser les débits les plus faibles.
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Autour de ce principe de base, on peut suivant les buta poursuivis, concevoir diverses façons d'utiliser les éléments de réglage de la pulvérisation qui sont généralement: la pression du combustible et celle du fluide auxiliaire.
On peut par exemple conserver à une valeur constante la pression de réglage du débit du fluide auxiliaire et faire varier seulement la pression du combustible.
On peut aussi conserver constante la pression de réglage de débit du fluide auxiliaire dans toute la zone où la pression du combustible est insuffisante pour assurer la pulvérisation et supprimer complètement le débit du fluide auxiliaire au-dessus de cette pression.
On peut encore réduire progressivement la pression dr fluide auxiliaire pour qu'elle vienne s'annuler au moment où le combustible se pulvérise lui même sous l'effet de sa pression.
Dans les installations où le débit n'a pas lieu de varier dans de fortes proportions on peut se contenter de pressions très basses du combustible et les réaliser par gravité, en supprimant par conséquent la pompe de pression.
Le brûleur est réalisé de façon qu'il ne tombe pas dans les difficultés que rencontreent les quelques brûleurs dits à émulsion qui jusqu'à ce jour ont admis d'utiliser à la fois la pulvérisation par pression du combustible, et celle par fluide auxiliaire.
Dans ces brûleurs , en effet, le brûleur primaire A à pulvérisation mécanique débite soit comme le montrent les fig. I & 2 à l'intérieur et au centre d'un deuxième brûleur B conçu sur le même principe que le premier, mais
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alimenté par le fluide auxiliaire,, soit comme le montre la fig. 3 à l'intérieur d'une chambre d'émulsion C dans laquelle le combustible pulvérisé se mélange avec le fluide auxiliaire introduit par des canaux D et sort, avec lui, sous forme d'émulsion par une série de trous de division et de direction E.
Dans les deux cas, il règne dans le lieu de mélange une contre pression, dépendant du débit et de la pression du fluide auxiliaire, qui influence le débit du brûleur primaire et interdit un réglage correct et stable, surtout lorsque les pressions du combustible liquide sont faibles.
Pour éviter ces inconvénients , le brûleur faisant l'objet de la présente invention est réalisé de façon telle que le brûleur primaire débite à la pression atmosphérique ou plus exactement à la pression d'aval du brûleur total, soit comme le montrent les fig. 4 & 5 en faisant en sorte que le jet pulvérisé A ne rencontre la buse de sortie finale B qu'après le col d'écoulement C, tout en laissant l'orifice D du primaire dans la face arrière de la chambre de rotation du brpuleur secondaire B, soit comme le montrent les fig. 6 & 7 en avançant l'orifice de sortie D du brûleur primaire de façon qu'il se place au voisinage du plan du col de l'orifice de sortie E de l'orifice du brûleur secondaire.
On conçoit que grâce à cette disposition le brûleur primaire réalise seul l'écoulement en rotation du combustible et le dispositif secondaire réalise seul l'écoulement en rota tion du fluide auxiliaire, et que les deux fluides ne se re- joignent en combinant leurs quantités de mouvement, que lorsqu'ils ont atteint leur vitesse maximum à la pression atmosphérique , ou plus exactement à la pression d'aval.
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Ainsi la pression du fluide auxiliaire n'a que très peu ou pas d'influence sur l'écoulement du combustible dans le brûleur primaire et il est alors possible de soumettre ce dernier à des pressions très basses , sans que son débit soit perturbé ou rendu instable par les variations de caractéristiques du fluide auxiliaire.