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BRULEUR A TURBULENCE
La présente invention est relative à un brûleur à turbulence ou à circulation avec une chambre de combustion, de laquelle les gaz brûlés produits sous pression sortent à grande vitesse. l est connu de faire brûler un combustible et de l'air dans une chambre de combustion qui comporte une ouverture de sortie d'une section telle que les gaz de combustion prenant naissance sous une pression élevée
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sortent à grande vitesse de l'ouverture d'éjection. Par suite de la grande énergie du courant de gaz brûlés sortant, il se produit une forte turbulence par l'aspiration des gaz brûlés dans la chamore du four, de sorte que les ventilateurs nécessaires au brassage de l'atmosphère du four et qui sont mal adaptés aux hautes températures, peuvent être supprimés.
Quand la combustion est complète dans la chambre de combustion, on atteint des températures qui s'approchent de la limite de résistance des briques hautement réfractaires et peuvent même la dépasser, de sorte qu'un renouvellement fréquent de la maçonnerie est nécessaire. Dans les brûleurs à turbulence connus, les agents de la combustion ne peuvent pas être chauffés au préalable, comme pour les brûleurs ordinaires sans chambre de combustion, car on atteindrait des températures encore plus élevées.
La présente invention vise la réalisation d'un brûleur à turbulence dans la chambre de combustion duquel sont atteintes des températures qui sont au-dessous de la limite de résistance à la chaleur, mais dans lequel cependant sont conservés les avantages d'une aspiration et d'une turbulence de l'atmosphère du four, ainsi qu'une élévation de température par chauffage préalable des agents de la combustion.
La présente invention réside dans le fait que la combustion s'effectue en deux temps, de manière que la température dans la chambre de combustion soit maintenue au-dessous de la limite admissible pour la maçonnerie réfractaire et que la combustion complète se fasse dans le jet du brûleur sortant de la chambre de combustion par addition au jet de combustion du complément de l'air ou
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du combustible. Le combustible peut être gazeux ou liquide.
Far suite de la combustion limitée à l'intérieur de la chambre de combustion, il est possible d'atteindre une température qui ne soit pas nuisible à la maçonnerie de la chambre de combustion, mais qui, par suite de la combustion de la plus grande partie du combustible, produise une pression suffisamment élevée dans la chambre de combustion pour obtenir une grande vitesse, de sorte que le mélange combustible sorte à grande vitesse par la buse de sortie de la chambre de combustion.
Le procédé conforme à la présente invention peut être mis en oeuvre de différentes façons. Suivant une caractéristique de l'invention, l'une des deux chambres de combustion juxtaposées est alimentée avec un mélange pauvre en air et l'autre est alimentée en un mélange pauvre en combustible de même composition et les mélanges sortant des deux chambres, à l'état de combustion incomplète, sont réunis et brûlés complètement dans le jet du brûleur.
Dans une toile forme de réalisation de l'invention, les chambres de combustion peuvent être réunies dans une enveloppe unique ou être disposées dans deux enveloppes différentes, les ouvertures de sortie étant orientées légèrement en oblique l'une vers l'autre, de sorte que les mélanges sortants puissent se mélanger à leur tour sans perte de vitesse sensible en un jet orienté pratiquement dans la même direction.
Selon une autre caractéristique de l'invention, on n'utilise qu'une chambre de combustion dans laquelle la combustion se fait avec un excès d'air ou de gaz et où l'admission du complément d'air ou de combustible se fait au voisinage de la buse de sortie de la chambre de combus-
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tion, parallèlement ou obliquement à elle, de manière que la combustion complète finale au mélange incomplètement brûlé dans la chambre de combustion se fasse dans le jet du brûleur sortant de la chambre de combustion.
Le dispositif d'amenée de l'air ou du combustible complémentaire est, suivant une autre caractéristique de l'invention, constitué par une enveloppe annulaire entou- rant la chambre de combustion, et dont les ouvertures de sortie, entourant la buse de sortie de la chambre de com- bustion, sont de préférence légèrement.obliques par rapport à ladite buse de sortie de la chambre de combustion. On obtient ainsi une arrivée concentrique du complément de l'élément de combustion nécessaire pour achever celle-ci, afin ainsi qu'un préchauffage élevé, d'augmenter la vitesse du jet.
Un tel préchauffage par admission concentrique du complément d'élément de combustion est également obtenu, suivant une autre caractéristique de l'invention, par le fait que le dispositif d'amenée do l'air ou du combustible complémentaire traverse la chambre de combustion d'une façon sensiblement concentrique.
Les mélanges réunie l'un à l'autre brûlent com- plètement avec le complément de la quantité de combustible le long du jet allongé, l'atmosphère du four est aspirée déjà dès la sortie des mélanges hors des chambres de com- bustion, de sorte que la couche extérieure du jet du brû- leur est entourée par des gaz brûlés à plus basse tempé- rature et mélangée avec eux. De ce fait, la pointe du jet de mélange complètement brûlé subit un abaissement cor- respondant de température en atteignant la maçonnerie ou le produit placé dans le four, température qui n'est
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plus dangereuse pour la maçonnerie ou le produit.
Suivant une autre caractéristique de l'invention, les chambres de combustion sont constituées de telle façon ou sont munies d'éléments tels qu'il en résulte un mouvement tourbillonnaire ou de turbulence du mélange dans chaque chambre de combustion, mais que toutefois les mélanges sortent en jet rectiligne ou légèrement tourbillonnant.
On obtient ainsi un mélange intime à l'intérieur des chambres de combustion et un léger mouvement tourbillonnant des deux jets de mélange qui améliore leur incorporation l'un à l'autre pour la fin de la combustion.
Suivant une autre caractéristique de l'invention, les ouvertures de sortie sont réglables par des organes de régulation, de sorte que la vitesse des jets sortants peut être modifiée et rendue indépendante de la puissance de chauffe à la valeur maximale résultant de la pression et de la température dans la chambre de combustion, maintenue constante ou diminuée à volonté.
Enfin, conformément à l'invention, il peut être disposé un plus grand nombre de sorties pour obtenir un jet de brûleur large, en forme de bande.
La présente invention est représentée à titre d'exemple sur le dessin annexé, dans lequel : La fig. 1 est une vue en coupe verticale d'un brûleur à turbulence constitué conformément à l'invention par deux chambres de combustion.
Les figs. 2 à 5 représentent d'autres formes de réalisation avec une seule chambre de combustion et une arrivée d'air ou de combustible complémentaire.
Dans la forme de réalisation représentée à la
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figure 1, sont agencées deux chambres de combustion et 4 dans une enveloppe 2 munie d'un revêtement réfractaire 1, le gaz est amené dans le sens axial par une canalisation 2 ou 5a pour chacune d'elles et l'air tangentiellement par une canalisation 6 et 6a, respectivement.
La canalisation -2 amène tangentiellement une quantité d'air limitée, réglable par un organe d'arrêt 1 et, par la canalisation 6a arrive une quantité d'air excédentaire, également réglable. La canalisation .2 amène à la chambre de combustion 4 une plus grande quantité et la canalisation 5a amène à la chambre de combustion 2 une plus petite quantité de combustible. Ces débits sont réglables par un organe de régulation 8.
Le gaz et l'air sont mélangés, par un mouvement tourbillonnaire, dans les chambres de combustion et 4 et brûlés incomplètement suivant l'insuffisance d'air régnant dans la chambre 4 et l'insuffisance de gaz régnant dans la chambre 3. Le gaz et l'air des deux chambres de combustion 3, 4 sont déterminés, dans leur débit total, de façon telle que, par la réunion des deux mélanges incomplètement brûlés sortant des buses et 10, il se produise une combustion complète.
La réunion des mélanges sortant des ouvertures , 10 est obtenue par le fait que les ouvertures de sortie ont une légère inclinaison l'une vers l'autre, qui est cependant si faible qu'en fait, par suite de la disposition côte à côte des ouvertures de sortie, il se produit peu après la sortie, une réunion des deux mélanges, mais une direction pratiquement constante du mélange et sans aucune diminution de la grande vitesse à laquelle sortent les deux mélanges.
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Pour éviter un mouvement tourbillonnaire trop accentué dans les ouvertures de sortie , 10 qui s'opposerait à une grande vitesse des jets de mélange, on peut disposer avant les ouvertures de sortie 9, 10 des pièces intérieures en forme de croix ou de couronnes constituées de telle façon qu'elles dirigent les jets de mélange dans un sens aussi axial que possible ou suivant un léger mouvement tourbillonnaire pour obtenir le mélange à la sortie des chambres de combustion sans perte sensible de l'énergie.
Il est avantageux d'agencer aux ouvertures de sortie des registres réglables 12, par lesquels on peut obtenir, en étranglant la section de sortie, une vitesse d'éjection plus grande, mais aussi, par une déviation appropriée, une orientation des jets de sortie en vue de leur réunion et de leur mélange.
Dans la forme de réalisation représentée à la figure 2, la combustion incomplète se fait, par exemple par insuffisance d'air, dans la chambre 14 seulement. La quantité d'air complémentaire est amenée, par le jet de brûleur sortant de la buse d'éjection 15, à l'aide d'une canalisation 16 de la maçonnerie 17 du four, en un jet dirigé obliquement par rapport au jet du brûleur.
La canalisation d'amenée 16 peut, comme on le voit à la figure 3, se trouver directement contre la chambre de combustion 14, auquel cas l'air est préchauffé par la chambre de combustion 14.
Dans la forme de réalisation représentée par la figure 4, l'air de combustion complémentaire est amené en 18 par une enveloppe annulaire 17 entourant la chambre de combustion 14 et sort par la buse d'éjection 19 entourant la buse de sortie 15 de la chambre de combustion en
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quittant la chambre annulaire 17, de sorte que l'air est mélangé au mélange de gaz brûlés et gaz combustible hors de la buse 15 et que le gaz en excès de la chambre de combustion parvient à une combustion complète en un jet allongé.
L'arrivée d'air complémentaire peut toutefois aussi, comme le représente la figure 5, traverser axialement la chambre de combustion 14, de sorte que le mélange de gaz brûlés et de gaz combustible en excès sort de la buse 20 entourant l'admission d'air 16 en sortant de la chambre de combustion 15, ce qui produit le mélange.
REVENDICATIONS
1) Procédé pour la conduite de brûleurs à turbulence avec chambres de combustion desquelles les gaz produits sous haute pression sortent à grande vitesse, caractérisé par une combustion en deux temps, de telle façon que la température dans les chambres de combustion soit maintenue au-dessous de la valeur admissible pour la maçonnerie réfractaire et pas le fait qu'il se produit une combustion complète dans lé jet de brûleur sortant de la chambre de combustion par admission au jet de brûleur de la quantité complémentaire d'air ou de gaz.