<Desc/Clms Page number 1>
"BRULEUR A FLAMME STABLE ET A FORTE CONCENTRATION
CALORIFIQUE OBTENUE. PAR ONDE DE CHOC,$$
On sait que, par les moyens habituels, tels que l'erpoli de flammes-pilotes, on peut stabiliser la flamme principale d'un brûleur et amorcer sa combustion dans une zone à grande vitesse. Toutefois, les dispositifs connus nécessitent un conduit auxiliaire et ne permettent une bonne stabilité de la flamme que dans un étroit domaine des concen- trations du mélange combustible-comburant.
Le but de l'invention est de réaliser un brûleur évitant cet inconvénient en permettant de stabiliser la flamme à la sortie de la tuyère, grâce à une augmentation brusque d'entropie, c'est-à-dire une augmentation brusque
<Desc/Clms Page number 2>
de pression et de température et une diminution de vitesse dans la détente adiabatique du mélange formé par le combustible et le comburant.
En d'autres termes, on augmente le désordre molé- culaire du mélange insufflé. Ceci peut être réalisé par le moyen d'un brûleur conformé de telle manière qu'une onde de choc apparaisse dans une veine supersonique.
A cet effet, l'invention a pour objet un brûleur à flamme stable et à forte concentration calorifique, carac- térisé en ce qu'il comprend essentiellement un tube central d'arrivée de combustible se terminant au col ou au voisinage du col d'un convergent-divergent recevant le comburant par un tube coaxial et extérieur au tube central, les parois in- ternes du divergent étant parfaitement lisses jusqu'à obtenir le poli optique, ledit divergent étant très long de façon à permettre la détente du fluide en dessous de la pression ambiante, et présentant près de la sortie une discontinuité de surface, afin de produire une onde de choc.
Il est bien évident que si le combustible et le comburant sont gazeux tous les deux, il sera possible d'in- tervertir à volonté les rôles des tubes d'arrivée du combus- tible et du comburant et d'introduire le comburant par le tube central.
S'il est nécessaire d'introduire dans la flamme une ou plusieurs matières pulvérulentes, lesdites matières peuvent être mises en suspension dans le courant de comburant ou de combustible, ou dans les deux.
<Desc/Clms Page number 3>
L'introduction de matières pulvérulentes dans l'un des courants provoque alors une abrasion intense du tube intérieur du brûleur, à l'endroit du coude, par l'intérieur ou par l'extérieur de ce tube, suivant le courant dans lequel les matières pulvérulentes sont mises en suspension.
Suivant une autre caractéristique de l'invention, un tube débouche tangentiellement dans le tube extérieur afin qu un courant véhiculant sies produits pulvérulents en sus- pension arrive par ce tube dans le tube extérieur en créant un mouvement tourbillonnaire provoquant une usure réduite de la paroi du tube.
Suivant une autre caractéristique de l'invention, une chemise d'usure facilement interchangeable est introduite dans le tube extérieur, à l'endroit où l'injection tangentielle est pratiquée.
Afin de mieux faire comprendre l'invention, on décrira ci-après un mode d'exécution donné à simple titre d'exemple de réalisation non limitatif, en se référant aux dessins annexés. Dans ces dessins .
La Figure 1 représente en coupe axiale un brûleur selon l'invention;
La Figure 2 en est une variante ;
La Figure 3 est une coupe par III-III de la Fig. 2.
Le brûleur représenté sur les figures 1 et 2 est alimenté, par exemple, en oxygène pur. Il comprend un tube 1 refroidi par une circulation d'eau, à l'intérieur duquel curcule l'oxygène. Au centre de ce tube est monté un second
<Desc/Clms Page number 4>
tube 2 amenant le combustible, par exemple du mazout. Ce second tube se termine par un injecteur 3 au voisinage du col d'un convergent 4 formant l'entrée de la buse, par exemple un peu après ce col.
La partie divergente 5 de la buse est surdimension- née de telle façon que le fluide devienne supersonique en se détendant à une pression inférieure à la pression extérieure.
Cet état instable peut être maintenu si les parois de la tuyère divergente 5 ont un état de surface très soigné, de l'ordre du poli optique. A la sortie de la tuyère on provoque la formation d'un choc de compression par une discontinuité sur la paroi, par exemple une augmentation brusque de diamètre en 6. En aval de l'onde de choc, la pression augmente en même temps que la vitesse devient inférieure à celle du son, et les conditions d'inflammation sont réalisées dans la région proche des parois de la tuyère pour les combustibles liquides. Dans le cas des combustibles gazeux, le mélange combustible-comburant est parfaitement homogène et l'in- flammation se produit sur toute la surface de l'onde de choc, même dans l'axe du brûleur.
Afin que le choc puisse se produire, il est néces- saire qu'une certaine partie du plan de l'onde de choc soit traversée par un fluide homogène, donc que le combustible ne parvienne pas au contact des parois. Dans le cas d'un combustible liquide l'injecteur doit, par conséquent, être de petit diamètre par rapport au diamètre du col, et le combus- tible doit être injecté à grande vitesse afin de n'être pas pulvérisé trop rapidement.
<Desc/Clms Page number 5>
On comprend que dans un tel brûleur il n'y a pas de flamme-pilote ni aucun conduit auxiliaire, ce qui distingue nettement ce brûleur, aussi bien au point de vue constructif qu'au point de vue mode de fonctionnement, des autres brûleurs connus.
La Figure 2 montre une variante de la Figure 1 com- prenant un tube 1 refroidi par une circulation d'eau et un tube intérieur 2 d'arrivée de combustible se terminant au voisinage du col 4 du convergent-divergent. De l'oxygène techniquement pur contenant un produit pulvérulent en suspen- sion est introduit tangentiellement dans le tube 1 par un tube transversal 7, ainsi qu'il ressort des figures 2 et 3.
Une chemise d'usure 8 permet d'éviter l'abrasion du tube 1, ladite chemise pouvant être changée très facilement en enle- vant un bouchon fileté 9 sur lequel est fixé le tube intérieur 2. L'introduction tangentielle de l'oxygène contenant le produit pulvérulent crée un mouvement tourbillonnaire analogue à celui qui se produit dans un cyclone, de telle sorte que l'usure de la chemise 8 est très réduite.
Il est bien entendu que l'on pourra, sans sortir du cadre de l'invention, imaginer des variantes et perfection- nements de détail, de môme qu'envisager l'emploi de moyens équivalents.
**ATTENTION** fin du champ DESC peut contenir debut de CLMS **.