BE828518A - Bruleur cyclonique multi-combustibles - Google Patents

Description

  Brûleur cyclonique multi-combustibles  <EMI ID=1.1> 

  
et des moyens permettant de le mettre en oeuvre, et elle vise plus spécialement un procédé et un appareil pour brûler des combustibles gazeux et/ou liquides qui ne sont pas considérés  comme étant des combustibles utiles, comme par exemple le brai et  les composés asphaltiques.

  
Un procédé et un appareil d'un tel type exigent que l'on prépare spécialement le combustible pour pouvoir le brûler avec  un rendement maximal et une pollution minimale.

  
Les brûleurs destinés à la combustion des combustibles  liquides et gazeux sont très nombreux, et chacun d'eux correspond  plus spécialement à une application donnée. 

  
De tels brûleurs connus mettent en général en oeuvre des  procédés mécaniques de pulvérisation du combustible. Cela nécessite  une pression de combustible élevée ainsi que de très petites  ouvertures qui, en raison de leurs petites dimensions, se bouchent  facilement et, par suite, exigent beaucoup d'entretien, et sont d'un rendement qui va en diminuant.

  
Jusqu'à présent, les pulvérisateurs du type à émulsion et du type à mélange extérieur étaient utilisés avec tous les combustibles, même dans le cas où les gouttelettes de combustible étaient relativement grosses et, par suite, exigeaient un temps de séjour prolongé pour se vaporiser. Ces pulvérisateurs connus utilisent, comme milieu de pulvérisation, de l'air ou de la vapeur d'eau, sans apport complémentaire de chaleur. Dans certains cas, le milieu de pulvérisation n'apporte aucun avantage complémentaire, et il arrive parfois qu'il absorbe de la chaleur du combustible.

  
Dans ces installations de la technique antérieure, il faut prévoir un brûleur spécial pour chaque type de combustible utilisé. Cela est peu intéressant, en raison des difficultés engendrées

  
par la crise de l'énergie. C'est ainsi par exemple que, si un brûleur est conçu pour un combustible donné et si ce combustible vient à manquer, l'appareil ne permet d'utiliser aucun autre combustible et, de plus, provoque de la pollution.

  
L'invention vise un procédé et un appareil permettant de brûler avec un bon rendement des combustibles de types différents de manière à obtenir un dégagement maximal de chaleur et un minimum de pollution.

  
De façon plus précise, l'invention a pour objet un procédé

  
de pulvérisation de combustible, consistant à faire subi-- un  <EMI ID=2.1> 

  
imprimer un mouvement tangentiel de grande vitesse à au moins une partie du milieu pour engendrer un tourbillon, à introduire ce milieu à mouvement tourbillonnaire, à une première vitesse et sous une première pression, en amont d'un point d'entrée de combustible, à introduire le combustible dans un diffuseur sous une première pression, à pulvériser ce combustible dans ce diffuseur en provoquant le mélange intime du combustible et du milieu dans la zone du diffuseur située à proximité immédiate du point d'introduction du combustible sous ladite première pression, à faire passer de la chaleur du milieu dans le combustible, et à faire baisser la pression du fluide mélangé, par détente réglée, tout en continuant à soumettre le combustible à l'effet tangentiel et de cisaillement provoqué par l'introduction du tourbillon.

  
L'invention a également pour objet un dispositif de pulvérisation de combustible destiné à un brûleur et mettant en oeuvre le procédé décrit ci-dessus, ce dispositif comprenant une conduite reliée à une source de combustible et présentant un point de sortie dans une tête d'atomiseur, des moyens étant prévus pour la communication avec une source du milieu de pulvérisation, sous la forme d'un collecteur situé en amont dudit point de sortie de la conduite de combustible, une cavité tourbillonnaire et un gicleur d'éjection entourant le point de sortie du combustible, un moyen générateur de tourbillon étant intercalé entre ce collecteur et

  
la cavité tourbillonnaire de manière qu'un mouvement tourbillonnaire à grande vitesse soit imprimé à l'écoulement du milieu de pulvérisation, le tourbillon agissant sur le combustible dans le gicleur et autour de celui-ci, et un moyen servant à assurer la diffusion du combustible pulvérisé en aval du gicleur.

  
Ce dispositif de pulvérisation de combustible est destiné à être utilisé dans un brûleur comprenant au moins une admission de combustible, une source de gaz destiné à faciliter la combustion, un dispositif servant à assurer un chauffage préalable du combustible avant la combustion, ce dispositif se présentant sous la

  
forme d'un échangeur de chaleur annulaire délimité par une paroi intérieure et une paroi extérieure intercalées entre un collecteur et un distributeur et communiquant avec ceux-ci, une paroi de cet échangeur de chaleur délimitant un élément de combustion servant

  
à chauffer un milieu pulvérisateur qui circule dans cet échangeur de chaleur avant son introduction dans le dispositif de pulvérisa- <EMI ID=3.1> 

  
de grande vitesse au milieu de pulvérisation pour le faire réagir longitudinalement et tangentiellement sur un combustible en vue de mélanger intimement, de façon aérodynamique, le milieu de pulvérisation chauffé avec le combustible dans ledit élément de combustion, et pour provoquer dans le combustible un cisaillement moléculaire qui fournit un combustible pulvérisé, sous forme de gouttelettes d'un diamètre de l'ordre du micron.

  
D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront de la description qui va suivre, faite en regard des dessins annexés et donnant, à titre explicatif mais nullement limitatif, une forme de réalisation, avec des variantes.

  
Sur ces dessins, la figure 1 est une vue en élévation et en coupe d'une forme de réalisation de l'invention ; la figure 2 est une vue en élévation et en coupe représentant le pulvérisateur, suivant une forme de réalisation ; la figure 2A est une coupe d'une variante de réalisation du diffuseur assurant l'impact de l'écoulement et ; la figure 3 est une coupe transversale d'une autre forme de réalisation de la tête de pulvérisation.

  
 <EMI ID=4.1> 

  
nir certains des résultats conformes à l'invention ; on voit sur cette figure une sole 10 de four, à laquelle est fixée une console 12 porte-brûleur portant un brûleur 14 comportant une tète en. céramique, un diffuseur 16 de gaz chaud qui traverse la sole 10, l'ensemble comprenant un échangeur de chaleur 18 délimité par une paroi intérieure 20 et une paroi extérieure 22 entre lesquelles est disposé un matériau de garnissage 24 qui est maintenu par un élément supérieur 26 et un élément inférieur 28, l'élément supérieur de maintien assurant la communication avec un co&#65533;lecteur supérieur 30 qui est relié à une réserve de milieu pulvérisateur par l'intermédiaire d'une ouverture 32.

   L'élément inférieur de maintien 28 assure la communication avec un distributeur inférieur 34, une ouverture 36 de sortie du milieu pulvérisateur, une conduite 38 et un raccord 40 en T auquel est reliée la conduite 42 qui envoie le milieu pulvérisateur chauffé dans la tête de pulvérisation 44. Cette conduite 42 entoure la conduite
46 de combustible qui communique elle aussi avec la tête de pulvérisation 44. Cette dernière comporte un gicleur 48 et un  <EMI ID=5.1> 

  
présentant des ouvertures inclinées 54, est reliée à une réserve 

  
de combustible par l'intermédiaire d'une conduite 56. Il est prévu pour le brûleur une ouverture 58 d'air primaire. Le dispositif primaire d'allumage est représenté en 60 et un tube d'observation

  
et un détecteur de flamme sont représentés respectivement en 62

  
et 64.

  
On peut décrire le fonctionnement de la forme de réalisation représentée sur la figure 1, dans un cas précis pour remplir des conditions bien définies, en supposant que le milieu de pulvérisation est en communication avec l'ouverture 32, que la conduite principale 56 de gaz est reliée à une soupape de commande, et que

  
la conduite 46 de combustible liquide est reliée à une source de combustible au moyen d'une vanne à commande manuelle. Le dispositif pilote 58 d'allumage et le détecteur de flamme 62 ne font pas à  proprement parler partie de l'invention et ne seront pas décrits  plus en détail : il suffit de noter que ce dispositif pilote  s'allume et que la flamme est détectée par le détecteur relié à

  
des dispositifs de commande et de sûreté connus dans l'art.

  
Le milieu de pulvérisation est envoyé sous pression dans l'ouverture, ou lumière; 32. La circulation s'établit, depuis l'ouverture 32, dans le collecteur 30, puis dans le garnissage 24

  
de l'échangeur de chaleur, dans le distributeur inférieur 34 au

  
moyen de l'élément de maintien 26, de l'échangeur de chaleur 18

  
et du support 28 de garnissage. Le milieu de pulvérisation sort

  
due distributeur 34 par le passage 36 et s'écoule dans le raccord

  
40 en T par l'intermédiaire de la conduite 38. Le milieu de pulvérisation s'écoule ensuite vers le la tête de pulvérisation

  
au moyen de la conduite 42. En se dirigeant vers la tête de pulvérisation 44, le milieu de pulvérisation circule autour de la conduite 46. Le milieu de pulvérisation s'écoule par ses passages respectifs dans la tête 44 et établit un vide dans le tube 46 à combustible liquide.

  
Le milieu de pulvérisation sort par le gicleur 48 et pénètre dans l'élément de combustion par l'intermédiaire de l'agitateur

  
50. Une fois que le courant de milieu de pulvérisation s'est

  
établi, la vanne principale de gaz s'ouvre et l'allumage se fait immédiatement au moyen de la flamme pilote, ou veilleuse. Tandis

  
que la flamme principale chauffe la paroi 20 de l'élément de combustion, la chaleur est transmise au milieu de pulvérisation

JL 

  
......... 

  
 <EMI ID=6.1> 

  
Ce garnissage est en un matériau conducteur constitué par des billes ou des éléments de toute autre forme, en céramique ou en métal, susceptibles d'entraîner la chaleur provenant de la paroi de l'élément de combustion et de la faire venir en meilleur contact avec le milieu de pulvérisation en circulation. Cette construction de type nouveau présente l'avantage d'augmenter la transmission

  
de chaleur résultant de la turbulence engendrée dans cet échangeur de chaleur par l'écoulement non rectiligne du milieu de pulvérisation et par la suppression de la couche laminaire sur la surface chauffée par conduction. La température du milieu de pulvérisation continue de monter jusqu'à ce que soit atteint un équilibre thermique. Une conception convenable de l'appareil détermine la température finale en imposant les surfaces et les vitesses nécessaires, compte tenu du radiateur de chaleur et du récepteur, en tout point ou à tout stade du fonctionnement. On peut injecter de l'eau pour obtenir de la vapeur d'eau servant de milieu de pulvérisation.

  
Une fois que le milieu de pulvérisation a atteint la température voulue, on introduit, dans la conduite 46, le combustible liquide pré-traité. Le combustible, qui est soumis au vide engendré dans la conduite 46 de combustible par la décharge du milieu de pulvérisation dans la conduite 42 autour de la conduite 46,

  
reçoit également de la chaleur du milieu de pulvérisation qui l'entoure, par conduction. La baisse de pression provoquée par la décharge du milieu de pulvérisation par l'éjecteur circulaire, fait baisser le point d'ébullition du combustible, ce qui permet aux éléments légers du combustible de s'échapper par ébullition à une température plus basse et'augmente le rendement de la transmission de chaleur. Quand le combustible liquide sort de la conduite
46, il est soumis à la faible pression qui en résulte, puis à l'écoulement tangentiel à vitesse sonique. Cela provoque sur les molécules de combustible un effet de cisaillement, tandis que les différences de pression des ondes de choc sonique inclinées qui

  
se forment autour de la sortie de la conduite 46 et juste en aval de cette sortie et les directions multiples d'écoulement dans le milieu de pulvérisation à écoulement tangentiel à grande vitesse contribuent à assurer la pulvérisation et le mélange. De plus, le changement de densité quand le combustible lourd est entraîné par la force centrifuge vers l'extérieur de l'écoulement. tangentiel, provoque un cisaillement complémentaire du liquide. L'effet de  <EMI ID=7.1> 

  
que à une vitesse subsonique provoque une nouvelle pulvérisation qui fournit des gouttelettes de combustible d'un diamètre de l'ordre du micron, ce qui réduit considérablement le temps de séjour nécessaire pour le passage de l'état liquide à l'état de sapeur.

  
Une caractéristique nouvelle du procédé de pulvérisation selon l'invention réside dans le sens de l'écoulement tangentiel du milieu de pulvérisation. Le sens normal de tourbillons, au

  
nord du plan équatorial, est dans le sens inverse du sens de rotation des aiguilles d'une montre, tandis qu'il est dans le

  
sens de rotation des aiguilles d'une montre au sud de ce plan équatorial. On obtient une meilleure pulvérisation si l'on oblige le tourbillon à prendre le sens de circulation opposé au sens d'écoulement normal. Cela ne veut pas dire que le sens de l'écoulement ne pourrait pas être le même que dans le cas de l'écoulement normal.

  
Le procédé de pulvérisation de combustible liquide selon l'invention se caractérise également par l'utilisation d'un

  
milieu de pulvérisation chauffé, par l'augmentation de sa vitesse en raison de son chauffage, et par la possibilité de faire passer cette chaleur dans le combustible.

  
On notera que l'élément de combustion ne comporte pas le

  
bloc de combustion habituel. Des essais poussés ont montré qu'un tel bloc n'est pas nécessaire dans cette nouvelle forme de réalisation. Bien entendu, cela ne veut pas dire que l'on ne pourrait

  
pas utiliser de bloc de céramique dans l'élément de combustion,

  
si son effet sur la transmission de chaleur peut être toléré. On remarquera que les figures né représentent pas de registre d'excès d'air. Bien que ce registre soit nécessaire dans la plupart des applications, il n'y a pas lieu d'en tenir compte pour décrire le fonctionnement de base du dispositif selon l'invention.

  
Les ouvertures, ou lumières inclinées de gaz représentées

  
sur la figure 1 en 54 jouent un rôle majeur. Leur inclinaison a

  
un effet sur la turbulence engendrée dans l'élément de combustion pour maintenir le front de flamme engendré par le gaz en un point déterminé dans l'élément de combustion. De plus, l'inclinaison de ces ouvertures joue un rôle important sur le mélange d'air et de combustible, et détermine le type de flamme qui pénètre dans le foyer quand il fonctionne avec du gaz seulement. De même, l'énergie cinétique de ces ouvertures multiples aspire de l'air primaire et  <EMI ID=8.1> 

  
primaire est aspiré par l'énergie cinétique du combustible pulvérisé. On règle la quantité d'air primaire en modifiant la position du registre 58 qui bouche ou limite l'écoulement d'air par l'ouverture 66.

  
On peut également prévoir une autre position de l'injection de gaz principal à la partie supérieure de l'ensemble. On peut y parvenir en installant un grand nombre de tubes inclinés en un

  
 <EMI ID=9.1> 

  
à traverser la tête en céramique et à avoir leur entrée sur la  surface extérieure de l'enveloppe du brûleur. De nombreux gicleurs de gaz sont branchés sur ces tubes d'aspiration et disposés de  manière que l'écoulement de gaz provenant de ces gicleurs pénètre  dans les tubes et aspire de l'air. Les nombreux tuyaux alimentant

  
les gicleurs se terminent dans un collecteur. Il est prévu des vannes pour mettre en marche l'ensemble et le chauffer à l'aide

  
de la bague à combustible. Lorsque le combustible liquide s'enflamme, le gaz est envoyé au point supérieur d'injection et utilise

  
la chaleur rayonnante de la flamme d'huile pour maintenir le

  
milieu de pulvérisation chaud.

  
Quand on utilise cette forme de réalisation sans la tête de pulvérisation, il faut, par des vannes appropriées, envoyer le

  
gaz principal dans l'échangeur de chaleur. Il faut prendre bien 

  
soin de s'assurer que la température n'atteint pas la température

  
de craquage du combustible utilisé. 

  
De même, on peut envoyer dans l'échangeur de chaleur du gaz

  
de pétrole liquéfié pour que cet échangeur vaporise ce gaz de

  
pétrole liquéfié. On a utilisé, avec d'excellents résultats, le propane et le butane liquides.

  
La figure 2 représente une forme de réalisation de tête de pulvérisation : sur cette figure la référence 46 désigne la <EMI ID=10.1> 

  
 <EMI ID=11.1> 

  
pulvérisation, la référence 48 désigne le gicleur de sortie, la référence 68 désigne le collecteur de milieu de pulvérisation ;

  
70 désigne l'anneau du gicleur d'impact ; 72 désigne les ouvertures multiples d'impact ; la référence 74 désigne le diffuseur, 76 le combustible pulvérisé, 78 l'étranglement du gicleur circulaire, 

  
80 désigne la zone primaire de pulvérisation sous faible pression  et de attente, 82 désigne la fente qui fournit un tourbillon 

  
&#65533; 

  
 <EMI ID=12.1> 

  
 <EMI ID=13.1> 

  
une plaque engen drant le tourbillon et la référence 46A désigne une autre position possible de la conduite de combustible.

  
Le fonctionnement est le suivant :

  
le milieu de pulvérisation s'écoule dans la conduite 42 et  le combustible descend dans la conduite 46. Ce procédé assure un 

  
 <EMI ID=14.1> 

  
 <EMI ID=15.1> 

  
et l'écoulement se divise en plusieurs branches, suivant un rapport de surfaces adapté à la tête de pulvérisation utilisée.

  
 <EMI ID=16.1> 

  
que avec les gicleurs d'impact 72. Ces gicleurs 72 se terminent 

  
 <EMI ID=17.1> 

  
bien que déformé par la sortie inclinée, constitue un point  d'impact dans le diffuseur. Une autre branche de l'écoulement du i  milieu de pulvérisation passe par la fente "tangentielle" 82  située dans la plaque 84 à tourbillons. Au moment où le milieu de ; 

  
 <EMI ID=18.1> 

  
dans la cavité 86, un tourbillon ou écoulement tangentiel de sens opposé au sens normal des tourbillons. A mesure que la section de transition 88 de la cavité 86 à tourbillons diminue, la vitesse tourbillonnaire augmente jusqu'à ce qu'on atteigne un rapport critique de pressions. A ce stade, la vitesse d'écoulement est une vitesse sonique. Quand le milieu de pulvérisation tournant quitte le gicleur 78 constitué par le tube 46 et la tête 44, des ondes de choc soniques se forment tandis que le milieu de pulvérisation comprimé tend à descendre à des vitesses subsoniques. Ces ondes de choc sont circulaires et obliques par rapport à l'écoulement tangentiel. De plus, au centre de ce tourbillon, la pression est inférieure à la pression atmosphérique.

   De même, le fait de placer le tube 46 de combustible au centre de l'ouverture de la tête 44 pour former un gicleur annulaire 90 provoque une éjection circulaire. La combinaison de ces conditions fournit une zone primaire idéale 80 de faible pression dans laquelle le combustible liquide se dépose. Cela fait baisser le point d'ébullition du combustible, en fonction de la tension de vapeur des éléments constitutifs du combustible utilisé. Dans cette zone primaire 80, le combustible liquide est soumis à des conditions soniques et à

  
 <EMI ID=19.1> 

  
les molécules de combustible, tandis que les variations de densité  <EMI ID=20.1> 

  
 <EMI ID=21.1> 

  
 <EMI ID=22.1> 

  
 <EMI ID=23.1> 

  
continuent de provoquer le cisaillement des molécules. Tandis que

  
 <EMI ID=24.1> 

  
à transformer une partie de la pression totale en pression stati- 

  
que, le combustible pulvérisé est envoyé à force à une vitesse  sonique par les multiples écoulements des gicleurs inclinés 72,  dans le corps 74 du diffuseur. Toute rotation se trouve alors  immédiatement arrêtée, et le mélange se trouve de nouveau soumis ; à l'effet brutal des jets à vitesse sonique. Au moment où le combustible pulvérisé sort de la tête de pulvérisation par le

  
gicleur 48, les gouttelettes de combustible ont un diamètre de l'ordre du micron et passent rapidement de l'état liquide à

  
l'état de vapeur, de façon à brûler -immédiatement sans difficulté.

  
La figure 2A représente une variante de la figure 2. Cette figure 2A représente une variante de diffuseur qui modifie l'écoulement d'impact ; dans cette variante de réalisation, la zone d'impact est plus grande, la pression statique est plus élevée et la vitesse est supérieure aux vitesses soniques. Les éléments identiques à ceux de la figure 2 sont désignés par les mêmes

  
numéros de référence ; 46 désigne le tube de combustible, 244 la

  
tête de pulvérisation, 248 la sortie du diffuseur, 270 l'anneau d'admission du gicleur d'impact, 76 le combustible pulvérisé, 78 l'étranglement de gicleur de la cavité tourbillonnaire 86, 292 l'étranglement d'admission du gicleur d'impact et 272 la section diffuseur du gicleur d'impact. Le fonctionnement du pulvérisateur

  
est identique à celui de la forme de réalisation précédente avec toutefois cette différence que la détente de l'écoulement à

  
vitesse sonique, en aval de l'étranglement 292 dans la section diffuseur 272 est réglée de manière telle que la pression dynamique

  
se transforme en pression statique et que la vitesse devient supérieure aux vitesses soniques. Bien que l'écoulement subisse

  
une déviation sous l'effet de l'inclinaison de la sortie, le rendement de la pulvérisation est amélioré.

  
La tête de pulvérisation représentée sur la figure 3 est identique aux précédentes, avec toutefois cette différence qu'elle

  
ne comporte pas de gicleurs d'impact ni de diffuseur.

  
Comme représenté sur les figures, la référence 46A désigne

  
un autre moyen pour introduire le combustible dans la tête de  <EMI ID=25.1> 

  
L'agitateur 50 n'est représenté sur aucune des têtes de pulvérisation des figures 2, 2A et 3. Cet agitateur est nécessaire mais il ne constitue pas une caractéristique de l'invention et ne sera pas décrit de façon plus détaillée.

  
Les formes de réalisation décrites ont fourni d'excellents résultats avec les combustibles suivants, en utilisant de l'air

  
et de la vapeur d'eau comme milieu de pulvérisation. Ces combustibles sont l'huile de naphte, le kérosène, l'huile de noir de charbon, le pétrole brut "40[deg.] API", "24[deg.] API" ou "19[deg.] API", le "Bunker C" et l'asphalte "Ten Pen". La quantité d'air ou de

  
vapeur d'eau par kilogramme de combustible exigée par l'invention est inférieure à la quantité normalement utilisée dans les dispositifs connus, et les températures de chauffage préalable du combustible sont plus basses. 

  
D'après les résultats obtenus au cours des essais d'allumage statique, on a constaté les avantages suivants par rapport au dispositif connu : moindre pollution, plus grande stabilité, et possibilité d'utiliser avantageusement les combustibles qui jusqu'à présent étaient considérés comme inutilisables.

  
L'aptitude du pulvérisateur à donner des gouttelettes d'un diamètre de l'ordre du micron le rend très utile dans les applications oü l'on utilise des combustibles qui juqu'à présent exigeaient la température de l'air ambiant. Toutefois, le procédé de pulvérisation décrit exige moins de milieu pulvérisateur par kilogramme de combustible, une pression plus faible du combustible, et il assure un meilleur rendement de la combustion avec pour conséquence, un plus grand dégagement de chaleur. Dans certaines applications, le pulvérisateur pompe le combustible à l'aide de l'éjecteur circulaire. Les essais effectués montrent que l'on

  
peut obtenir une émulsion avec la vapeur d'eau et l'huile combustible, simplement sous l'effet de l'énergie sonique contenue dans

  
le pulvérisateur. On peut injecter une quantité donnée d'eau dans

  
 <EMI ID=26.1> 

  
D'autres études fournissent une application à la pulvérisation d'une boue de poussière de charbon. On peut facilement modifier

  
la pulvérisation en vue d'une injection d'oxygène pour la poussière de charbon ou d'autres applications.

  
Dans certaines applications bien définies, on fait circuler

  
 <EMI ID=27.1> 

  
(&#65533; 

  
 <EMI ID=28.1> 

  
 <EMI ID=29.1> 

  
tible. 

  
L'un des principaux objets de l'invention est de fournir un échangeur de chaleur servant à surchauffer le milieu de pulvérisation au moyen de la chaleur normalement perdue par rayonnement de

  
la paroi de l'élément de combustion, et à assurer un refroidisse-  ment convenable de l'élément de combustion et, en même temps,  introduire la chaleur absorbée dans le combustible de la tête de  pulvérisation, de manière que la pulvérisation de ce combustible  soit nettement améliorée. 

  
Le dispositif décrit est un brûleur à combustible liquide, 

  
mais, dans le cadre de l'invention, le dispositif peut être

  
utilisé comme brûleur à combustible gazeux, brûleur à combustible j liquide, ou brûleur mixte à combustibles gazeux et liquide.

  
Divers essais ont été effectués en utilisant le propane, le

  
butane ou le gaz naturel comme combustible gazeux. On a obtenu d'excellents résultats en utilisant l'huile de naphte, le kérosène,  le pétrole brut 40[deg.] API, le "Bunker C" et l'asphalte "Ten Pen".  Suivant la forme de réalisation préférée, l'air de combustion est  aspiré dans le combustible grâce à l'énergie cinétique du combusti- !  ble gazeux ou l'énergie cinétique du combustible pulvérisé.  Toutefois de l'air comprimé peut être envoyé dans le combustible  ou autour du combustible, comme air secondaire. L'application  prévue pour ce dispositif est de servir de source de chaleur dans  le cas de foyers où l'on dispose d'un tirage d'air qui facilite  l'alimentation en air de combustion. Mais bien entendu cela ne

  
veut pas dire que le dispositif décrit ne peut pas avoir d'autres applications. 

  
Dans un essai, on utilise de la vapeur d'eau saturée sous

  
une pression de 70 kg (185[deg.]C) à raison de 58 kg à l'heure, pour

  
un débit d'asphalte "Ten Pen" de 300 kg à l'heure à la température d'environ 200[deg.]C. L'échangeuc de chaleur surchauffe la vapeur

  
d'eau jusqu'à 430[deg.]C, soit une élévation de température de 245[deg.]C.

  
La flamme obtenue avec cet asphalte est très efficace et sans

  
fumée. On a effectué d'autres essais sous des pressions de vapeur  d'eau plus faibles et des pressions d'air plus faibles, avec des  résultats identiques. 

  
 <EMI ID=30.1> 

  
1. Procédé de pulvérisation d'un combustible augmentant le , rendement de la combustion, caractérisé par le fait qu'il consiste

  
à faire subir un chauffage préalable à une milieu de pulvérisation

  
de fluide, à imprimer un mouvement tangentiel de grande vitesse à

  
au moins une partie du milieu pour engendrer un tourbillon, à

  
introduire ce milieu à mouvement tourbillonnaire, à une première

  
vitesse et sous une première pression, en amont d'un point d'entrée

  
de combustible, à introduire le combustible dans un diffuseur

  
sous une première pression, à pulvériser ce combustible dans ce diffuseur en provoquant le mélange intime du combustible et du

  
milieu dans la zone du diffuseur située à proximité immédiate du

  
point d'introduction du combustible sous ladite première pression, 

  
à faire passer de la chaleur du milieu dans le combustible, et à 

  
réduire la pression du fluide mélangé, par détente réglée, tout 

  
 <EMI ID=31.1> 

  
de cisaillement provoqué par l'introduction du tourbillon.

Claims (1)

1. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé par le fait

   que l'on accroit ladite première vitesse et ladite première

   pression du milieu à mouvement tourbillonnaire, après introduction

   en amont du point d'entrée du combustible, respectivement jusqu'à

   une vitesse sonique et une seconde pression, avant l'opération de mélange du combustible et du milieu de pulvérisation, et que l'on provoque un complément de pulvérisation du combustible dans la

   zone du diffuseur en le soumettant à l'onde de choc sonique

   résultant de cette augmentation de vitesse.

   3. Procédé selon la revendication 2, caractérisé par le fait

   que l'on introduit une secondé partie du milieu de pulvérisation,

   sous une pression élevée, en aval de l'ouverture d'entrée de

   combustible et dans le diffuseur, de manière que ce milieu de pulvérisation frappe et complète la pulvérisation du combustible

   sur lequel agit le tourbillon à grande vitesse appliqué en amont,

   cette seconde partie du milieu de pulvérisation ayant pour résultat

   de provoquer un cisaillement moléculaire complémentaire des

   gouttelettes de combustible.

   4. Dispositif de pulvérisation de combustible destiné à un

   brûleur, comprenant une tête de pulvérisation munie d'un moyen de communication avec une source de combustible et d'un moyen de communication avec une source de milieu de pulvérisation, ce

   dispositif étant caractérisé par le fait que : ledit moyen de .......... <EMI ID=32.1>

   présentant un point de sortie dans la tête (44) de pulvérisation ;

   <EMI ID=33.1>

   risation consiste en un collecteur (68) situé en amont dudit point de sortie de la conduite de combustible, une cavité tourbillonnaire

   (86) et un gicleur (90) d'éjection entourant le point de sortie

   du combustible, un moyen (84) générateur de tourbillon intercalé

   <EMI ID=34.1>

   mouvement tourbillonnaire à grande vitesse soit imprimé à l'écoule- i ment du milieu de pulvérisation, le tourbillon agissant sur le combustible dans le gicleur et autour de celui-ci, et un moyen

   (78) servant à assurer la diffusion du combustible pulvérisé en

   aval du gicleur.

   5. Dispositif selon la revendication 4, caractérisé par le

   fait que ladite cavité tourbillonnaire (86) présente une portion intermédiaire (88) dont la surface décroît jusqu'à délimiter le gicleur (90), le milieu de pulvérisation qui y circule engendrant

   une différence de pression moindre dans la conduite (46) de communication avec la source de combustible, et par le fait que

   le moyen (84) générateur de tourbillon est une plaque à tourbillons comportant au moins une fente génératrice de tourbillon tangentiel reliant le collecteur (68) à la cavité tourbillonnaire (86).

   6. Dispositif selon l'une des revendications 4 et 5, caractérisé par le fait que ledit diffuseur (78) reçoit une partie du milieu de pulvérisation par l'intermédiaire de gicleurs d'impact

   (72) communiquant avec le collecteur (68), ces gicleurs étant inclinés vers l'aval et frappant le combustible dans le diffuseur pour briser l'écoulement tangentiel du combustible à la sortie du gicleur (90) d'éjection.

   7. Brûleur servant à traiter et à brûler du combustible,

   mettant en application le procédé selon la revendication 1, comprenant au moins une admission de combustible, une source de

   gaz servant à faciliter la combustion, un dispositif servant à assurer le chauffage préalable du combustible avant sa combustion,

   et un moyen pour pulvériser le combustible,

   caractérisé par le fait que ledit dispositif se présente sous la forme d'un échangeur de chaleur annulaire (18) délimité par des

   et

   parois intérieure/extérieure (20, 22) intercalées entre un

   <EMI ID=35.1>

   ceux-ci. une paroi (20) de cet échangeur de chaleur délimitant un <EMI ID=36.1>

   qui circule dans cet échangeur de chaleur avant son introduction dans ledit moyen (44) de pulvérisation, ce dernier étant conçu pour imprimer un tourbillon tangentiel de grande vitesse au milieu de pulvérisation pour le faire réagir longitudinalement et tangentiellement sur un combustible en vue de mélanger intimement, de façon aérodynamique, le milieu de pulvérisation chauffé avec

   un combustible dans ledit élément de combustion, et pour provoquer dans le combustible un cisaillement moléculaire qui fournit un combustible pulvérisé sous forme de gouttelettes d'un diamètre de l'ordre du micron.

   8. Brûleur selon la revendication 7, caractérisé par le fait que ledit moyen (44) de pulvérisation est disposé centralement dans l'élément de combustion de manière que le combustible pulvérisé soit injecté dans une zone où le front de flamme est stabilisé, ledit moyen (44) de pulvérisation consistant en une tête reliée à une conduite extérieure (42) de milieu de pulvérisation, cette conduite entourant une conduite intérieure (46) de combustible pénétrant dans la tête de pulvérisation jusqu'à un point où une partie de cette tête et de cette conduite (46) de combustible délimitent ensemble un gicleur (90) de combustible, un moyen (84) générateur de tourbillon étant intercalé entre cette conduite de milieu de pulvérisation et ce gicleur de combustible et communiquant avec une cavité tourbillonnaire (86)

   délimitée par une partie de la tête de pulvérisation entre le moyen générateur de tourbillon et le gicleur de combustible, le combustible se trouvant ainsi pulvérisé par le tourbillon à grande vitesse formé par le milieu de pulvérisation en aval du gicleur.

   9. Brûleur selon la revendication 8, caractérisé par le fait que ledit moyen (84) générateur de tourbillon comprend une plaque

   à tourbillons intercalée entre ladite conduite (42) de milieu de pulvérisation et la zone située en aval du gicleur (90) de combustible et débouchant dans la cavité tourbillonnaire (86), cette plaque comportant au moins une rigole (82) génératrice de tourbillon, disposée de façon à provoquer un écoulement tangentiel de sens opposé à l'écoulement tourbillonnaire naturel.

   10. Brûleur selon l'une des revendications 7 à 9, caractérisé par le fait qu'une partie du gicleur (90) de combustible délimitant la cavité tourbillonnaire en aval dudit moyen générateur de tourbillon définit une partie intermédiaire (88) dont la surface

   &#65533;i <EMI ID=37.1>

   combustible entre la tête (44) de pulvérisation et la conduite

   (46) de combustible en amont d'un diffuseur (74).

   11. Brûleur selon l'une des revendications 7 à 10, caractérisé par le fait que ledit échangeur de chaleur (18) est garni d'un matériau discontinu conducteur de la chaleur, dont la forme facilite la transmission de chaleur de la paroi (20) de l'élément de combustion, vers l'extérieur, dans l'anneau délimité par les parois (20, 22), de manière à rendre turbulent l'écoulement du milieu de pulvérisation dans l'échangeur et, par suite, à améliorer le rendement de l'absorption de chaleur par ce milieu de pulvérisation.

   12. Brûleur selon l'une des revendications 7 à 11, caractérisé par le fait que ladite tête (44) est placée de façon centrale par rapport à un registre (58) d'air placé à une certaine distance mais communiquant avec la paroi (20) de l'élément de combustion, une bague (52) d'injection de combustible gazeux étant disposée contre l'extrémité admission de la paroi de l'élément de combustion et intercalée entre cette paroi et ledit registre d'air, ladite bague d'injection présentant des ouvertures espacées (54), dirigées vers l'intérieur par rapport à la verticale, par lesquelles l'énergie cinétique des jets de combustible gazeux aspire l'air primaire de combustion..