Installation avec brûleur mobile brûlant un combustible liquide. La présente invention a pour objet une installation avec brûleur mobile brûlant un combustible liquide qui se trouve sous pres sion dans un réservoir et est conduit à la buse du brûleur.
Pour la bonne marche d'un brûleur mobile à gazéification de combustible liquide, il. faut non seulement un dispositif gazéificateur de construction appropriée, mais aussi un dis positif permettant de filtrer le combustible et de le maintenir à une pression constante et invariable pendant toute la durée du tra vail.
Jusqu'à maintenant on a, à cet effet, sim plement pompé de l'air dans le réservoir d'huile pour obtenir la pression nécessaire. Mais la consommation constante d'huile a tout naturellement pour conséquence que la pres sion baisse constamment, de sorte que même en pompant constamment, il est presque im possible de maintenir constamment la pres sion minimum nécessaire à la bonne marché d'un brûleur.
Les difficultés indiquées sont surmontées dans l'installation faisant l'objet de l'inven tion par le fait que la pression nécessaire est transmise au combustible par un agent gazeux qui, en vue d'obtenir une'réserve de pression, est amené à une haute pression, tan dis qu'une soupape de réduction de pression est montée sur une conduite de. pression en vue d'obtenir une pression constante du com bustible, un filtre étant prévu pour le com- bustible, la forme de la chambre de vaporisa tion du brûleur étant établie en concor dance avec la forme de la flamme.
Grâce à la soupape de réduction de pres sion prévue qui est placée de préférence en tre le réservoir de gaz spécial à surpression et le réservoir d'huile, réservoirs qui sont en communication, on obtient une pression tou jours constante au brûleur. Aussitôt que le gaz, en général l'air du récipient à haute pression, est tombé à la pression minim<U>um</U> nécessaire, on peut se servir d'une pompe pour produire de nouveau une élévation de la pression.
Pour attirer 1Wention de l'on- vrier lorsque ce moment est proche, on pré voit de préférence à l'endroit voulu un aver tisseur acoustique, lumineux ou autre, qui fonctionne aussitôt que la surpression se rap proche du taux minimum.
Dans une autre forme d'exécution, une pompe permet de pomper le combustible li quide directement du frit ou d'un récipient dans le réservoir du combustible complète ment fermé, mais non complètement rempli d'huile, de façon que le tampon d'air en fermé forme coussin pour la. surpression. L'huile, avant de passer dans le brûleur. passe dans une soupape de réduction de pres sion à liquide pour atteindre constamment la pression minimum.
Les impuretés que renferment toujours les huiles sont éliminées par le filtre, qui est combiné avec avantage avec - un récipient d'air à surpression. Le filtre peut aussi être disposé d'une façon telle qu'une huile meilleur marché peut être utilisée par le même brûleur.
Jusqu'à présent, on a employé presque exclusivement des serpentins pour vaporiser les huiles constituant le combustible; les pa rois de ces serpentins étaient forcément de même épaisseur sur toute leur longueur. On peut, dans certaines formes d'exécution de l'invention, obtenir un perfectionnement du gazéificateur en employant à cet effet une bague creuse. Les parois de cette bague peu vent être de l'épaisseur voulue égale par tout ou bien d'épaisseur inégale en ce sens qu'elles sont beaucoup plus épaisses aux en droits exposés à la surchauffe.
Cette particu larité comporte de nombreux avantages: la chambre constituée par cette bague creuse résiste mieux aux tensions se produisant dans le métal et risque moins de se surchauffer puisque les endroits de la paroi particulière ment exposés sont plus épais-, la transmis sion de la chaleur à l'huile est plus régu lière sur toute la surface et risque moins de dépasser certaines limites de températures au-dessus desquelles la décomposition py- rique de la majorité des huiles et combusti bles liquides a lieu.
Ceci est donc de la plus haute importance pour la. bonne marche du brûleur puisqu'on empêche ainsi un encras- sage trop rapide de ce dernier.
La transmission de la chaleur est éga lement meilleure quand l'épaisseur des pa rois de la bague ou chambre de vaporisation est proportionnée dans les différentes parties au degré d'échauffement, car des parois trop épaisses exposées à. une chauffe moindre ou à une chauffe indirecte transmettent trop lentement la chaleur et les parois trop minces exposées au maximum d'échauffement., direc tement par la flamme, se surchauffant immé diatement, provoquant un dépôt de carbone à l'intérieur (encrassement). la transmission de la chaleur, donc la vaporisation de l'huile devient défectueuse et les parois risquent par suite de surchauffe de se crever très rapi dement, rendant inutilisable tout le brûleur au bout de très peu de temps.
Dans une forme d'exécution présentant une chambre de vaporisation annulaire, on peut donner à la section de la chambre une forme plus favorable au rendement thermi que du brûleur que, par exemple, la section circulaire utilisée jusqu'ici. On peut donner à la chambre annulaire une section qui se rapproche, par exemple, d'un ovale symétri que ou asymétrique, ou bien la paroi inté rieure de la chambre annulaire peut se rap- proclTer de la forme d'un tronc de cône.
Le fait que la combustion des vapeurs s'échap pant de la buse d'un brûleur forme toujours un cône prouve que le rendement thermique d'une telle chambre est certainement meilleur et présente le précieux avantage d'un échauf fement maximum très régulier et relative ment bas sur une longueur relativement im portante.
En outre, cette disposition permet de choisir des métaux et alliages dont les pro priétés sont particulièrement indiquées pour cet usage et qui, chauffés au rouge, subissent une oxydation minimum; ainsi en est-il par exemple pour les alliages de chrome, de nickel, de manganèse. etc.
Sur le dessin annexé sont représentées, à titre d'exemples seulement, deux formes d'exécution de l'installation faisant l'objet de l'invention.
La fig. 1 représente la première forme d'exécution en élévation; La fig. 2 représente la deuxième forme d'exécution en élévation; La fig. 3 représente, à plus grande échelle, une coupe verticale à travers un filtre: La fig. 4 représente, également à, plus grande échelle, une coupe longitudinale du brûleur.
Dans l'installation représentée sur la fig. 1, 1 désigne une pompe à. air qui com munique avec un récipient à haute pression 2 divisé par un fond 3 en une chambre à air inférieure<I>2a</I> et en une chambre supérieure 3b pour le combustible. La chambre à air 2a communique, par une conduite de pression 4, dans laquelle est montée une soupape de réduction de pression 5, avec un réservoir à combustible 6-, la conduite de pression 4 dé bouche dans le couvercle supérieur du réser voir 6.
Une conduite 7, plongeant jusqu'au fond du réservoir à combustible, conduit au récipient à. haute pression 2, la conduite 7 dé bouchant dans 1e couvercle du récipient 2; a a u-dessous de l'entrée de la conduite 7 dans le récipient 2 est disposé un filtre 8 repré senté en coupe sur la fig. 3.
A son extrémité inférieure, le récipient 8a formant le filtre comporte un cône 8b pré sentant un étranglement à son extrémité infé rieure et qui s'engage dans une calotte vissée 8c servant à recevoir les impuretés du com bustible, tandis que le combustible filtré sort au travers de l'enveloppe latérale fil trante et parvient dans la chambre à com bustible 2b. De cette façon, les impuretés amassées au fond de la calotte 8c ne peu vent plus, même par suite de la formation d'un tourbillon, monter dans la chambre du filtre, en étant empêchées par le cône étranglé vers le bas s'engageant dans la calotte.
Par conséquent, un filtre de cette construction se bouchera beaucoup plus lentement que les filtres ordinaires et nécessitera moins sou vent un nettoyage. On. obtient ainsi l'avan- tage très important pour de telles installa tions que les interruptions importunes du tra vail du brûleur sont réduites à un minimum. Depuis la chambre à combustible <B>2b,</B> le com bustible est amené à un brûleur 10 par un tuyau métallique flexible 9. Sur la chambre à haute pression 2a est branché un dispositif de signalisation non représenté, qui donne un signal lorsque la pression régnant dans cette chambre tombe au-dessous d'un mini mum admissible.
A l'usage, de l'air comprimé à haute pres sion est accumulé au moyen de la. pompe à main 1 dans la chambre 2a; la pression de cet air comprimé est abaissée par la soupape de réduction 5 à une valeur constante plus faible, qui exerce son action dans le réservoir à combustible 6, duquel le combustible est expulsé sous pression par le tuyau 7 et con duit au filtre 8 situé dans la chambre à com bustible 2b, à partir de laquelle le combusti ble parvient par la conduite 9 au brûleur 10. Dès que la pression régnant dans la chambre à air 2a baisse jusqu'à un minimum déter miné, le dispositif de signalisation entre en action, ce qui veut dire que l'ouvrier desser vant l'installation doit recharger la chambre à air au moyen de la pompe à main.
La fig. 2 représente une deuxième forme d'exécution de l'installation. 1 désigne de nouveau une pompe à main qui communi- que par une conduite directe avec un réser voir à pression 2 contenant le combustible. Ce réservoir 2 ne comporte toutefois pas de fond formant cloison comme c'ést le cas pour le récipient 2 de la première exécution, mais il forme une seule chambre dans laquelle se forme un coussin d'air comprimé sur le com bustible amené d'un récipient 6, au moyen de la pompe à main,
ce qui fait que ce réservoir fonctionne à la façon d'un réservoir d'air.
Sous l'effet de la haute pression du cous sin, d'air, le combustible sort du réservoir 2 par une conduite de pression 4 et parvient, en passant par une soupape de réduction de pression 5, à un filtre 8 et, de là, est amené par un tuyau souple 9 à un brûleur avec la pression constante désirée, Le brûleur que comportent les deux ins tallations décrites est montré en fig. 4. Une chambre de combustion est formée par une enveloppe 10 se rétrécissant eoniquement à. son extrémité antérieure et s'agrandissant à son extrémité postérieure. Dans cette enve loppe se trouve une chambre de vaporisation annulaire 12, à laquelle le combustible est amené par une entrée latérale 9.
A partir de la. bague 12 s'étend, du côté postérieur, un tuyau 13 pour le combustible, parallèle à l'a-xe du brûleur et qui, à son extrémité pos térieure, est recourbé vers l'avant dans l'axe du brûleur. A son extrémité antérieure, la partie recourbée porte une buse 14 dont l'ou verture est dirigée vers l'avant. La paroi in térieure 12a. de la bague 12, faite en un al liage résistant autant que possible à la cor rosion par oxydation, forme un tronc de cône s'ouvrant vers l'avant et qui entoure concen triquement le cône de combustible sortant de la buse 14.
De cette manière, on obtient la surface de contact la plus grande possible pour la flamme, avec une résistance par frot tement minimum opposée aux gaz de com-, bustible passant à travers la bague. A la pa roi intérieure tronconique se raccorde deux parties frontales arquées 12b auxquelles se raccorde la paroi extérieure cylindrique s'ap puyant contre le tube 10. Conséquemment aux différentes températures, l'épaisseur des parois de la bague de vaporisation n'est pas la même partout.
La plus grande épaisseur est prévue pour l'élément intérieur tronco nique 12a où la température est la. plus haute, puis l'épaisseur diminue progressivement dans les parties frontales arquées 12b, où la température est plus basse, pour prendre une valeur sensiblement plus faible pour la pa roi extérieure, qui se trouve en dehors de la flamme et comporte par conséquent la tem pérature la plus faible. Les deux lignes de soudure des deux éléments annulaires con centriques constituant la bague de vaporisa tion se trouvent aux extrémités 12b, près de la paroi extérieure, c'est-à-dire également aux endroits les moins chauds, ce qui contribue à accroître la durée de l'anneau.
Le fonctionnement de ce brûleur est le suivant: Le combustible liquide pénétrant par le tuyau 9 est vaporisé dans la chambre 12 dont la paroi intérieure 12a est sur toute sa lon gueur au contact de la flamme, puis le com bustible vaporisé s'écoule par le tuyau 13 et sort par la buse 14 pour brûler en une flamme conique 15 qui sort par l'extrémité antérieure du tube 10 du brûleur. L'air de combustion est aspiré à l'extrémité posté rieure agrandie du tube 10.
Installation with mobile burner burning liquid fuel. The present invention relates to an installation with a mobile burner burning a liquid fuel which is under pressure in a tank and is led to the nozzle of the burner.
For the proper functioning of a mobile liquid fuel gasification burner, it. Not only is a gasifier device of suitable construction necessary, but also a positive device allowing the fuel to be filtered and maintained at a constant and invariable pressure throughout the duration of the work.
Until now, air has been simply pumped into the oil tank for this purpose to obtain the necessary pressure. But the natural consequence of constant oil consumption is that the pressure is constantly falling, so that even with constant pumping it is almost impossible to constantly maintain the minimum pressure necessary for a cheap burner.
The difficulties indicated are overcome in the installation forming the subject of the invention by the fact that the necessary pressure is transmitted to the fuel by a gaseous agent which, in order to obtain a pressure reserve, is brought to a pressure. high pressure, tan say that a pressure reducing valve is mounted on a line. pressure in order to obtain a constant pressure of the fuel, a filter being provided for the fuel, the shape of the vaporization chamber of the burner being established in accordance with the shape of the flame.
By means of the pressure reducing valve provided, which is preferably placed between the special overpressure gas tank and the oil tank, which are in communication with each other, a constant pressure at the burner is obtained. As soon as the gas, usually the air in the high pressure vessel, has dropped to the minimum pressure required, a pump can be used to produce a further rise in pressure.
To attract the attention of January when that moment is approaching, an acoustic warning device, luminous or otherwise, is preferably provided at the desired location, which operates as soon as the overpressure approaches the minimum rate.
In another embodiment, a pump allows the liquid fuel to be pumped directly from the fry or from a container into the fuel tank which is completely closed, but not completely filled with oil, so that the air buffer in closed cushion shape for the. overpressure. Oil, before going into the burner. passes through a liquid pressure reducing valve to constantly reach the minimum pressure.
The impurities which the oils still contain are removed by the filter, which is advantageously combined with - a pressurized air vessel. The filter can also be arranged in such a way that cheaper oil can be used by the same burner.
Hitherto, coils have been used almost exclusively to vaporize the oils constituting the fuel; the walls of these coils were necessarily of the same thickness over their entire length. It is possible, in certain embodiments of the invention, to obtain an improvement of the gasifier by employing for this purpose a hollow ring. The walls of this ring may wind be of the desired thickness equal by all or unequal thickness in the sense that they are much thicker at rights exposed to overheating.
This particularity has many advantages: the chamber formed by this hollow ring is more resistant to the stresses occurring in the metal and is less likely to overheat since the particularly exposed areas of the wall are thicker - the transmission of heat oil is more regular over the entire surface and is less likely to exceed certain temperature limits above which the pyri- cal decomposition of most liquid oils and fuels takes place.
This is therefore of the utmost importance for the. good burner operation since this prevents too rapid clogging of the latter.
The heat transmission is also better when the thickness of the walls of the ring or vaporization chamber is proportioned in the different parts to the degree of heating, because too thick walls exposed to. less heating or indirect heating transmit heat too slowly and the too thin walls exposed to the maximum heating., directly by the flame, overheating immediately, causing a deposit of carbon inside (fouling). the heat transmission, therefore the oil vaporization becomes defective and the walls risk, as a result of overheating, to burst very quickly, rendering the whole burner unusable after a very short time.
In an embodiment having an annular vaporization chamber, the section of the chamber can be given a shape more favorable to the thermal efficiency of the burner than, for example, the circular section used hitherto. The annular chamber may be given a section which approximates, for example, a symmetrical or asymmetrical oval, or the interior wall of the annular chamber may resemble the shape of a truncated cone.
The fact that the combustion of the vapors escaping from the nozzle of a burner always forms a cone proves that the thermal efficiency of such a chamber is certainly better and presents the precious advantage of a very regular and relative maximum heating. low over a relatively long length.
Furthermore, this arrangement makes it possible to choose metals and alloys whose properties are particularly suitable for this use and which, when heated red, undergo minimum oxidation; this is the case, for example, for alloys of chromium, nickel and manganese. etc.
In the accompanying drawing are shown, by way of examples only, two embodiments of the installation forming the subject of the invention.
Fig. 1 shows the first embodiment in elevation; Fig. 2 shows the second embodiment in elevation; Fig. 3 represents, on a larger scale, a vertical section through a filter: FIG. 4 shows, also on a larger scale, a longitudinal section of the burner.
In the installation shown in fig. 1, 1 designates a pump. air which communicates with a high pressure receptacle 2 divided by a bottom 3 into a lower air chamber <I> 2a </I> and into an upper chamber 3b for the fuel. The air chamber 2a communicates, via a pressure line 4, in which is mounted a pressure reducing valve 5, with a fuel tank 6-, the pressure line 4 from the mouth in the upper cover of the tank see 6.
A pipe 7, plunging to the bottom of the fuel tank, leads to the container. high pressure 2, the pipe 7 being blocked in the lid of the container 2; A u below the inlet of the pipe 7 in the container 2 is arranged a filter 8 shown in section in FIG. 3.
At its lower end, the receptacle 8a forming the filter comprises a cone 8b having a constriction at its lower end and which engages in a screwed cap 8c serving to receive the impurities from the fuel, while the filtered fuel exits at its lower end. through the lateral wire casing and enters the fuel chamber 2b. In this way, the impurities collected at the bottom of the cap 8c can no longer wind, even as a result of the formation of a vortex, rise in the filter chamber, being prevented by the downward constricted cone engaging in the cap.
Therefore, a filter of this construction will clog much more slowly than ordinary filters and require less cleaning. We. This achieves the very important advantage for such installations that unwanted interruptions in burner work are reduced to a minimum. From the fuel chamber <B> 2b, </B> the fuel is brought to a burner 10 by a flexible metal pipe 9. On the high pressure chamber 2a is connected a signaling device, not shown, which gives a signal. when the pressure in this chamber falls below an admissible minimum mum.
In use, high pressure compressed air is accumulated by means of the. hand pump 1 in chamber 2a; the pressure of this compressed air is lowered by the reduction valve 5 to a lower constant value, which exerts its action in the fuel tank 6, from which the fuel is expelled under pressure through the pipe 7 and leads to the filter 8 located in the fuel chamber 2b, from which the fuel arrives via line 9 to the burner 10. As soon as the pressure in the air chamber 2a drops to a determined minimum, the signaling device comes into operation. action, which means that the worker before the installation must reload the air chamber by means of the hand pump.
Fig. 2 shows a second embodiment of the installation. 1 again designates a hand pump which communicates by a direct line with a pressure tank 2 containing the fuel. This reservoir 2 does not however have a bottom forming a partition as is the case for the receptacle 2 of the first embodiment, but it forms a single chamber in which a compressed air cushion is formed on the fuel supplied from a container 6, by means of the hand pump,
so that this tank works like an air tank.
Under the effect of the high pressure of the air, the fuel leaves the tank 2 through a pressure line 4 and arrives, passing through a pressure reducing valve 5, a filter 8 and, from there , is brought by a flexible pipe 9 to a burner with the desired constant pressure. The burner included in the two installations described is shown in fig. 4. A combustion chamber is formed by an envelope 10 tapering eonically to. its anterior end and enlarging at its posterior end. In this casing there is an annular vaporization chamber 12, to which the fuel is supplied by a side inlet 9.
From the. ring 12 extends, on the rear side, a pipe 13 for the fuel, parallel to the a-xe of the burner and which, at its pos ter end, is bent forward in the axis of the burner. At its anterior end, the curved part carries a nozzle 14, the opening of which is directed towards the front. The inner wall 12a. of the ring 12, made of an alloy which is resistant as much as possible to corrosion by oxidation, forms a truncated cone opening towards the front and which concen trically surrounds the fuel cone exiting from the nozzle 14.
In this way, the largest possible contact area for the flame is obtained, with a minimum frictional resistance against the fuel gases passing through the ring. Two arched front parts 12b are connected to the frustoconical inner wall to which the cylindrical outer wall is connected, resting against the tube 10. Consequently, at different temperatures, the thickness of the walls of the vaporization ring is not the same. all over.
The greatest thickness is provided for the frustoconical interior element 12a where the temperature is 1. higher, then the thickness gradually decreases in the arched front parts 12b, where the temperature is lower, to take a significantly lower value for the outer pa king, which is outside the flame and therefore includes the temperature. lowest temperature. The two weld lines of the two concentric annular elements constituting the vaporization ring are located at the ends 12b, near the outer wall, that is to say also at the cooler places, which contributes to increasing the duration of the ring.
The operation of this burner is as follows: The liquid fuel entering through the pipe 9 is vaporized in the chamber 12, the inner wall 12a of which is over its entire length in contact with the flame, then the vaporized fuel flows through the pipe 13 and exits through nozzle 14 to burn in a conical flame 15 which exits through the front end of burner tube 10. Combustion air is drawn into the enlarged posterior end of tube 10.