BE593810A - - Google Patents

Description

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    "   BRULEUR ".- 

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La présente invention e st relative à des perfectionne- ments à des brûleurs et plus particulièrement   à d es   perfectionnements à des brûleurs destinés à brûler des combustibles fluides avec un grand rendement, ces brûleurs comprenant non seulement des brûleurs à huile légère mais aussi des brûleurs à huile lourde telles que les huiles résiduelles visqueuses , les goudrons et les asphaltes. 



   Un objet principal de . la présente invention est de procurer une nouvelle construction de brûleur que l'on puisse utiliser comme brûleur combiné pour les gaz et les liquides et qui   brûle   complètement les combustibles lourds tels que les huiles résiduelles visqueuses, les goudrons et les asphaltes à une grande vitesse de combus- tion dans une chambre d e combustion relativement petite sans provoquer de dépôts de carbone sur les parois de la chambre de combustion. 



   Un autre objet de l'invention est de   pvocurer   un nouveau brûleur du type précité ayant de nouveaux dis- positifs de distribution d'air actionnables pour distribuer l'air de combustion de façon uniforme dans l'entrée de la chambre de combustion et pour communiquer un mouvement de tourbillonnement à l'air qui pénètre dans la chambre de combustion pour faire que cet air suive un trajet pré- déterminé dans la chambre de combustion. 



   Un autre objet de la présente invention, extrêmement important, est de procurer un nouveau brûleur dans lequel un mouvement de tourbillonnement rapide soit communiqué à 

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 l'air qui pénètre dans la chambre de combustion, avec une chute de pression minimum d'un bout à l'autre des dispositifs de distribution d'air. 



   Un autre objet encore de la présente invention est de procurer un nouveau brûleur ayant les particularités et caractéristiques énumérées ci-dessus, de construction relativement simplifiée, capable d'être fabriqué facilement et à bon marché ,d'un rendement parfait et de grand effet utile en fonctionnement et en cours d'emploi. 



   Ces objets et d'autres de la présente invention et les différentes particularités et détails du fonctionnement et de la construction du brûleur sont exposés et décrits plus complètement ci-après en se reportant aux dessins annexés dans lesquels : 
Figure 1 est une coupe longitudinale dans un brûleur fait suivant la présente invention et 
Figure 2 est une coupe transversale faite suivant la ligne 2-2 de la figure 1, montrant les dispositifs de distribution d'air. 



   En se reportant plus particulièrement aux dessins, on y montre un brûleur fait   suivant,   la présente invention, comprenant une chambre de combustion sensiblement cylindri- que 10, dont les parois 11 sont formées d'un matériau réfractaire convenable. Un orifice d'entrée 12 de diamètre moindre que celui de la chambre de combustion est prévu sensiblement au centre de la paroi postérieure de celle-ci, et, par cet orifice, le combustible et l'air passent pour entrer dans la chambre de combustion. 



   Suivant la présente invention, le combustible et l'air qui pénètrent dans la chambre de combustion sont amenés à tourbillonner sous forme d'un anneau continuel- lement avançant et divergent en sorte que le combustible 

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 et l'air soient amenés à se mélanger complètement et à demeurer dans la chambre de combustion relativement petite pendant une période de temps relativement longue.

   En plus, en raison de l'orifice central dans la paroi postérieure de la chambre de combustion, et du mouvement tourbillonnaire de l'air et du combustible, il se forme des tourbillons de flamme à proximité de ltorifice central de la chambre de combustion et près de la ligne centrale longitudinale du   brûleur   en avant de ltorifice central,   d'où   nouveau mélange de combustible et d'air et amenée du combustible finement pulvérisé à la température d'allumage en assurant ainsi une combustion complète et rapide. Ce mouvement de tourbillonnement   désité   et les tourbillons d e flamme qui en résultent sont ré alisésavec une chute de pression mini- mum en commandant soigneusement le parcours de l'air avant l'entrée de l'air dans la chambre de combustion. 



   Par conséquent, la présente invention procure une chambre d'introduction d'air 13 constituée par une enceinte fermée 14 qui peut être de forme générale cylindrique, placée à l'arrière de la chambre de combustion 10 , sensi- blement coaxialement avec l'orifice 12 vers la chambre de combustion. L'air comburant est amené à la chambre à air 13 par un orifice d'introduction d'air 15 placé au bord périphérique de l'enveloppe 14 et s'étendant sensiblement radialement par rapport à l'enveloppe 14. Le mouvement tourbillonnaire e st communiqué à l'air comburant par le moyen d'une série d'aubes   16   qui peuvent avoir la forme d'une série de plaques planes disposées de manière régu- lière autour de l'axe longitudinal central de la chambre de combustion.

   Les aubes 16 divergent vers l'extérieur en direction qui les écarte de la paroi postérieure de l'enveloppe   14 ,   vers l'ouverture d'admission centrale 12 

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 à la chambre de combustion, et elles sont disposées sui- vant un angle par rapport à une tangente à un cercle ima- ginaire tracé autour   de,l'axe     eentral   longitudinal de la chambre de combustion. Des ouvertures 16a sont prévues entre des aubes voisines 16, ces ouvertures donnant passage à l'air   copburant   et devenant plus larges dans une direction vers la paroi postérieure de la chambre de combustion. Ces ouvertures entre les aubes divergentes font que l'air de combustion soit distribué uniformément dans la région annulaire en forme de c8ne formée par les aubes.

   Ceci est réalisé en adaptant convenablement l'aire croissante des ouvertures des aubes en direction vers la chambre de combus- tion, avec le volume croissant du cane formé par les aubes. 



  Avec ce mode de construction, l'air comburant animé d'un mouvement tourbillonnaire qui sort des aubes est mis en couches qui se recouvrent partiellement, en assurant une vitesse sensiblement uniforme vers l'avant pour cet air, vitesse de grandeur beaucoup moindre que la vitesse tan- gentielle de l'air, avec diminution de la turbulence non désirée et de la chute de pression, dans cette région conique. 



   Entre la paroi périphérique de l'enveloppe 14 et la série des aubes 16 se trouve placé un volet ou déflecteur 17 de distribution d'air qui entoure les aubes 16 et qui est de préférence coaxial à la série des aubes. 



  Le volet ou écran de distribution d'air 17 est conçu pour distribuer l'air comburant dans la chambre à air 13, de manière égale autour du pourtour de la chambre de   combus-   tion 13 et pour provoquer un écoulement radial de l'air comburant vers la série des aubes 16 , avec la majeure partie de l'air venant en contact avec les aubes à la paroi extérieure de l'enveloppe de chambre à air 14 

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 où la série des aubes présente les diamètres les plus petits. 



  Pour réaliser oela, l'écran 17 de distribution d'air peut être percé d'une série d'ouvertures 18 à l'extrémité de l'écran près de la paroi postérieure de l'enveloppe 14, en sorte que cet écran amène l'air à s 'écouler autour de l'extérieur de la chambre à air et à passer ensuite vers l'intérieur à travers les ouvertures 18 en direction sensiblement radiale. Si on le désire, ces ouvertures 18 dans la partie de l'écran de distribution d'air proche de l'ouverture 1 5 d'entrée d'air dans la chambre à air , peuvent être plus petites que le teste des ouvertures dans l'écran de distribution   d'air ,   pour créer une résistance plus grande à l'écoulement de l'air à travers cet écran au point d'amenée de l'air et provoquer un écoulement de l'air plus uniforme vers l'intérieur vers les aubes .

   En varian- te, au lieu de la série d'ouvertures 18, l'écran de distribution d'air peut être conçu pour se terminer à une distance prédéterminée peu après la paroi postérieure de l'enveloppe   14   de la chambre à air. 



   Le combustible est entraîné dans l'air comburant immédiatement avant que l'air ne pénètre dans la chambre de combustion et, suivant la présente invention, ce com- bustible peut être un combustible fluide quelconque voulu tel qu'un gaz, des huiles légères ou des huiles lourdes telles que les huiles résiduelles visqueuses, les goudrôns et les asphaltes. Les combustibles liquides qont injectés dans le parcours de l'air de combustion par un ajutage de pulvérisation de combustible 20 ordinaire , qui se termine coaxialement à la chambre de combustion en un endroit placé en avant des bords dirigés vers l'avant des aubes 16. 



    'ajutage   de pulvérisation de combustible 20 peut être soutenu dans la position voulue, par exemple à l'aide d'une chaise- support 21 portée par la paroi postérieure 

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 de l'enveloppe de chambre à air   14.   Si l'on brûle un c om- bustible gazeux, un ajutage 22 d'injection de gaz ordinaire qui entoure l'ajùage 20 à combustible liquide peut être utilisé pour injecter du combustible gazeux dans le courant d'air. De cette façon, une combinaison de combustibles gazeux-liquides peut être brûlée en une fois si on le désire.

   De préférence, le combustible est injecté dans le courant d'air comburant en un point tel qu'un jet dispersé de forme conique délivré par l'injecteur de combustible pénètre d ans la chambre de combustion sans frapper effectivement le bord de l'orifice d'entrée 12 vers la chambre de combustion, et l'angle d'ouverture du cane de jet dispersé sera préférablement tel que le cane de jet dispersé, lorsqu'il est prolongé au-delà de l'ouver- ture 12 , recoupe la paroi latérale de la chambre de combustion. 



   Avec cette construction d écrite ci-dessus, l'air comburant obligé de passer à t ravers la chambre de distri- bution d'air est distribué de façon égale à la périphérie de la chambre et s'écoule ensuite radialement vers l'intérieur par l'écran de distribution vers la série des aubes 16. 



   Ensuite, l'air passe à travers les aubes où un mouvement tourbillonnaire est imposé à cet air et l'air est obligé de passer en avant dans la chambre de combustion 10 à travers l'ouverture centrale 12, sous forme d'un anneau tourbillonnant qui diverge vers l'extérieur en sorte de pénétrer dans la chambre de combustion. Si on le désire, la partie postérieure de l'ouverture 12 peut être rétrécie vers   l'intérieur   comme indiqué en 19 à partir d'un diamètre égal à la distance entre les bords intérieurs des aubes opposées en un point proche de l'arrière de la paroi pos- térieure de la chambre de combustion ,   jusqutà   un diamètre 

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 égal au diamètre voulu pour l'ouverture 12 , dans le but de dimbnuer la résistance à l'écoulement de l'air comburant. 



   Comme montré aux dessins, l'injecteur se t ermine près de l'extrémité d'entrée de l'ouverture d'entrée 12 vers la chambre de combustion en laissant ainsi un vide au centre du parcours de l'air de combustion tourbillonnaire , ce qui amorcera la formation d'un tourbillon ou vortex le long de l'axe central de la chambre de combustion. Ce vortex en même temps que les vortex semblables qui sont formés dans la chambre de combustion périphériquement par rapport à l'ouverture d'admission 12 créent la turbulence désirée et le parcours voulu du mélange d'air et de combustible dans la chambre de combustion et font que le mélange d'air et de combustible soit maintenu dans lachambre de combustion pendant une durée suffisante pour permettre la combustion du combustible de façon sensiblement complète dans la chambre de combustion. 



   De ce qui précède, il apparaîtra que la présente invention procure un brûleur ayant de nouveaux moyens d'introduction d'air et de commande de   l'air   pour faire que l'air comburant suive un parcours déterminé à l'avance dans et à travers la chambre de combustion avec une résis- tance minimum à l'écoulement de cet air. En pratique, on a trouvé qu'une .pression d'eau de 12 à 15 pouces seulement suffit pour l'alimentation d'air d'un brûleur travaillant à pleine charge et brûlant du combustible à un taux qui peut dépasser de beaucoup un million de BTU par heure par pouce cubique d'espace de combustion. Ceci est à comparer à d'autres brûleurs du même type dans lesquels une pression d'environ 20 pouces d'eau ou davantage est nécessaire pour obtenir l'écoulement désiré de l'air de combustion. 

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  Cette diminution de la   presson   nécessaire pour l'air com- burant conduit à une économie considérable des frais d'équi pementsauxiliaires utilisés avec de brûleur. On a trouvé aussi en pratique que ces moyens particuliers d'introduc-   tion d'air   et de commande de l'écoulement de l'air permettent une vitesse de combustion plus grande du combustible que ce n'était possible dans des   brûleurs     antérieur s   de ce genre. 



  En outrer il sera visible que la présente invention procure un nouveau brûleur de construction relativement simple et dont la fabrication puisse être assurée facilement et à bon marché. 



   Alors que l'on a montré et décrit ici des formes de réalisation particulières de l'invention, on n'a pas eu en vue de limiter l'invention à ceteexposé et des change- ments et variantes peuvent être introduits et incorporés au dispositif sans s'écarter du corps et de l'esprit de l'invention tels que définis dans les revendications suivan- tes. 

**ATTENTION** fin du champ DESC peut contenir debut de CLMS **.

Claims (1)

1. REVENDICATIONS.- 1. Dans un dispositif de combustion pour combustible fluide comprenant une chambre de combustion de forme sensiblement tubulaire ayant des parois latérales et une paroi postérieure, et ouverte à l'avant, des moyens définis sant une ouverture d'admission dans cette chambre de com- bustion , sensiblement au point médian de la paroi posté- rieure de la chambre , une enveloppe montée à l'extérieur près de la paroi postérieure de la chambre d e combustion, définissant une chambre à air close proche de la paroi postérieure de la chambre de combustion, des moyens pour fournir de l'air de combustion à l'intérieur de la chambre à air près de son bord périphérique et pour amener l'air comburant à s'écouler à travers l'ouverture de la paroi <Desc/Clms Page number 10> postérieure de la chambre de combustion danscette chambre de combustion,

   des moyens déflecteurs dans la chambre à air pouvant être actionnés pour distribuer l'air de combustion de façon uniforme au pourtour de la chambre à air et pour faire que l'air de combustion s"écoule vers l'intérieur vers l'axe central de la chambre à air , et des moyens comprenant une série d'aubes directrices d'air disposées entre le déflecteur et l'ouverture dans le parcours de l'air de combustion pouvant être utilisés pour communi- quer un mouvement d'air tourbillonnaire à l'air comburant qui pénètre dans la chambre decombustion par ladite ouverture.

   2. Dans un dispositif de combustion pour combustible liquide comprenant une chambre de combustion de forme sensi blement tubulaire ayant ded parois latérale et postérieure et étant ouverte à l'avant, des moyens définissant une ouverture d'admission à la chambre de combustion, sensibmement au point médian de la paroi postérieure de la chambre, une enveloppe montée à l'extérieur près de la paroi postérieure de la chambre de combustion, définissant une chambre à air close près de la paroi postérieure de la chambre de combustion, cette enveloppe comprenant une paroi postérieure écartée d e la paroi postérieure de la chambre de combus- tion , une paroi latérale périphérique,

   des moyens pour fournir de l'air comburant à l'intérieur de la chambre à air près de son bord périphérique pour faire que l'air comburant s'écoule à travers l'ouverture de la paroi posté- rieure de la chambre de combustion dans cette chambre de com- bustion, un déflecteur placé dans la chambre à air, pouvant être utilisé pour distribuer uniformément l'air de combus- tion autour de la périphérie de la chambre à air et pour faire que l'air de combustion s'écoule vers l'intérieur vers <Desc/Clms Page number 11> l'axe central de la chambre à air, ce déflecteur ayant une forme généralement cylindrique , disposé coaxialement par rapport à l'ouverture et permettant à l'air comburant de s'écouler radialement vers l'intérieur.:

   vers l'axe central de la chambre à air près de la paroi postérieure de la chambre à air , et des moyens comprenant une série d'aubes directrices d'air disposées entre le déflecteur et l'ouverture dans le parcours de l'air comburant, pouvant être utilisée pour communiquer un mouvement tourbillonnaire à l'air comburant qui pénètre dans la chambrede combustion par cette ouverture.

   3. Dans un dispositif de combustion pour combustible fluide,comprenant une chambre de combustion sensiblement tubulaire ayant des parois latérales et postérieure et étant ouverte à la partie antérieure, des moyens définissant une ouverture d'admission s'ouvrant dans la chambre de combustion sensiblement au point cent ral de la paroi posté- rieure de la chambre , une enveloppe extérieure montée prèscb la paroi postérieure de la chambre de combustion, définissant une chambre à air close près de la paroi posté rieure de la chambre de combustion, cette enveloppe compre- nant une paroi postérieure écartée de la paroi postérieure de la chambre de combustion, une paroi latérale périphérique, des moyens pour fournir de l'air de combustion à l'intérieur de la chambre à air ,

   près de son bord périphérique et pour faire que l'air de combustion s'écoule à travers l'ouver- ture dans la paroi postérieure de la chambre de combustion vers cette chambre de combustion, des moyens déflecteurs dans la chambre à air pouvant être utilisés pour distribuer l'air comburant de façon uniforme autour de la périphérie de la chambre à air et faire que l'air comburant s'écoule vers l'intérieur vers l'axe central de la chambre à air <Desc/Clms Page number 12> une série d'aubes directrices d'air disposées entre le déflecteur et l'ouverture, également réparties autour de l'axe eentral de la chambre de combustion, s'étendant de la paroi postérieure de la chambre à air à un point pro- che de la paroi postérieure de la chambre de combustion,

   pouvant servir à communiquer un mouvement tourbillonnaire à l'air de combustion qui pénètre dans la chambre de combus- tion par cette ouverture.

   4. Appareil suivant la revendication 3, dans lequel les aubes divergent vers l'extérieur à partir de l'axe central de la chambre de combustion en direction vers la paroi postérieure de la chambre de combustion, et se terminent près de l'ouverture de la paroi postérieure de la chambre de combustion.

   5. Dans un dispositif de combustion pour combustible fluide comprenant une chambre de combustion sensiblement tubulaire ayant des parois latérales et postérieure et étant ouverte à l'avant, des moyens définissant une ouverture d'admission vers la chambre de combustion sen- siblement au point central de la paroi postérieure de la chambre, une enveloppe montée à l'extérieur près de la paroi postérieure de la chambre de combustion, définissant une enveloppe à air close comprenant une paroi postérieure écartée de la paroi postérieure de la chambre de combustion, et une paroi latérale périphérique, des moyens pour fournir de l'air comburant à l'intérieur de la chambre à air près du bord périphérique de cel16-ci et pour provoquer l'écoulement de l'air comburant par l'ouverture de la paroi postérieure de la chambre de combustion dans cette chambre decombustion,

   un délecteur placé à l'intérieur de la chambre à air entre la paroi périphérique de cette chambre et l'ouverture, ce'déflecteur étant de forme généralement <Desc/Clms Page number 13> cylindrique et placé coaxialement par rapport à l'ouver- ture autour de l'axe de la chambre à air proche de la paroi postérieure de la chambre à air, et une série d'aubes directrices d'air disposées entre le déflecteur et l'ouverture, également espacées autour de l'axe central de la chambre decombustion et s'étendant depuis la paroi postérieure de la chambre à air jusqu'à un point proche de la paroi postérieure de la chambre de combustion, utilisables pour communiquer un mouvement tourbillonnaire à l'air de combustion qui pénètre dans la chambre de combus- tion par ladite ouverture.

   6. Appareil suivant la revendication 5, dans lequel les aubes divergent vers l'extérieur à partir de l'axe central de la chambre de combustion en direction vers la paroi postérieure de la chambre de combustion et se termi- nent près de l'ouverture dans la paroi postérieure de la chambre de combustion.

   7. Appareil suivant la revendication 1 d ans lequel des ouvertures sont prévues entre des aubes voisines de la série d'aubes, ces ouvertures divergeant vers l'extérieur en direction vers la paroi postérieure de la chambre de combustion pour permettre à des quantités croissantes d'air de combustion de passer à travers les aubes lors-que ces aubes s'approchent de la chambre de combustion.