Brevet FR2013573A1 — publié le 19700403

La présente invention concerne un dispositif double d'injection de combustible fluide du type à angle de pulvérisation variable. Lorsqu'on désire faire varier l'angle de pulvérisation dans un dispositif double d'injection de combustible fluide de type classique en vue d'atomiser par la vapeur ou l'air, on doit généralement fixer sur le dispositif un embout présentant un angle d'injection approprié de sorte qu'on ne peut pas obtenir une variation continue. Un tel dispositif est d'un rendement particulièrement mauvais. En outre, dans le cas de fours de chauffage, de chaudières, etc.. dans lesquels on doit modifier la longueur de la flamme en fonction des besoins, la longueur et le profil de la flamme doivent être réglés en agissant sur l'éjection du combustible ou de l'airtde sorte qu'il est extrémement difficile d'obtenir la longueur et le profil optimaux pour la flamme. L'invention a notamment pour but de remédier aux inconvénients ci-dessus. Elle concerne à cet effet un dispositif double d'injection de combustible fluide, caractérisé encre qu'il comprend des orifices d'injection secondaires disposés à l'extérieur d'orifices d'injection primait leur sens d'injection étant orienté de telle sorte que le fluide injecté par ces orifices d'injection secondaires puisse entrer en collision avec le mélange injecté par les orifices d'injection primaires, des soupapes étant prévues pour commander respectivement l'écoulement du fluide atomiseur passant par les orifices d'injection primairqBet l'écoulement du fluide atomiseur dans les orifices d'injection secondaåres ce qui permet de contrer à volonté l'angle de pulvérisation. Un mode de réalisation de l'invention est représenté,à titre d'exemple non limitatif, sur les dessins ci-joints dans lesquels - la figure 1 est une coupe d'un mode de réalisation d'un dispositif double d'injection de combustible fluide selon l'invention - la figure 2 est une vue d'un embout du dispositif, la vue étant faite dans le sens de la flèche C de la figure 1, - la figure 3 est une coupe faite suivant la ligne B-B de la figure 2, - la figure 4 est une coupe faite suivant la ligne A-A de la figure 3 Les figures 1 à 4 représentent une buse d'injection du type à mélange interne qui reçoit un dispositif double d'injection de combustible fluide selon l'invention.Dans un premier tube 1, est monté un second tube 2 dans lequel est en outre monté un troisième tube 3 de sorte qu'il est formé entre le premier et le second tubes 1, 2 un passage extérieur 6 d'écoulement du fluide atomiseur et une rainure 6' communiquant avec le passage extérieur 6 ; entre le seond et le troisième tubes 2, 3, il est formé un passage intérieur 7 dans lequel s'écoule le fluide atomiseur, et, à l'intérieur du troisième tube 3, il est formé un passage central 8 d'écoulement du combustible. les passages extérieur 6 et intérieur 7 sont reliés entre eux par l'intermédiaire de soupapes de commande 14 & BR 3,de manière à couper la communication entre les passages central 8 et intérieur 7. Un embout ou pointe 5 est fixé par vissage sur le premier tube 1 de manière à entourer la plaque de mélange 4. L'embout 5 est muni de plusieurs orifices d'injection primaire 12 de manière à injecter- le mélange de fluide, ces orifices étant répartis le long d'un cercle à intervalles angulaires égaux. Entre la plaque de mélange 4 et la pointe 5, il est prévu une chambre de mélange 11 dans laquelle débouchent les orifices d'injection 9, 10 et 12. L'embout 5 est également pourvu du même nombre d'orifices d'injection secondaire 13 que d'orifices d'injection primaires12. Les orifices d'injection secondaire,313 sont répartis le long d'un cercle extérieurement aux orifices d'injection primaires12 et avec les mmesintervalles angulaires que ceux des orifices 12.Les orifices d'injection secondaire313 sont dirigés radialement vers l'intérieur en direction de l'axe du dispositif d'injection. En variante, les orifices d'injection secon dairesî3 peuvent être remplacés par une rainure annulaire. On va maintenant décrire le mode de fonctionnement du dispositif d'injection présentant la structure décrite plus haut. Le combustible passant dans le conduit central 8 est éjecté dans la chambre de mélange Il tandis que simultanément le fluide atomiseur est injecté à une vitesse élevée par l'intermédiaire des orifices d'injection 9 à partir du passage intérieur 7,et il entre en turbulence en formant un vortex présentant un gradient de vitesse élevé. En conséquence, le combustible est atomisé et injecté par l'intermédiaire des orifices d'injection primairoe 12 dans leur sens axial.Dans ce cas, l'angle de pulvérisation conique est l'angle maxima7. de pulvérisation o déterminé par l'angle de divergence des orifices d'injection primai- rosi2. Lorsqu'il est souhaitable de réduire cet angle de pulvérisation , la soupape de commande 14 est ouverte de façon que le fluide atomiseur puisse s'écouler dans le passage extérieur 6 tandis que la soupape de commande 15 est réglée de façon à pré-senter une section de passage relativement étroite afin que le débit de fluide s'écoulant dans le passage intérieur 7 soit réduit. le fluide atomiseur est injecté par l'intermédiaire des orifices d'injection secondaires répartis en forme d'anneaux ou bien par l'intermédiaire de plusieurs orifices d'injection (à savoir huit orifices dans le mode de réalisation représenté) à partir de la rainure 6', d'un profil à peu près demi-circulaires, de façon que le fluide atomiseur entre en collision avec le mélange injecté par l'intermédiaire des orifices primaires:12.En conséquence, son énergie cinétique est modifiée de manière que l'angle de pulvérisation puisse être arbitrairement modifié de 6 àfl On voit par conséquent que le dispositif double d'injection de combustible fluide selon l'invention permet de con trôner commodément la longueur et le profil de la flamme en faisant varier de façon continue et à volonté l'angle de pulvérisation dans différentes conditions et sans arrêter la marche de l'installation En outre, l'angle de pulvérisation du combustible est modifié par une partie du fluide atomiseur, l'énergie globale du combus- tible restant invariable lors de sa pulvérisation ou de son injection . Puisque le fluide utilisé pour atomiser le combustible est injecté à une vitesse élevée, le fluide-peut présenter uneéner- gie cinétique suffisamment grande pour faire varier l'angle de pulvérisation,même pour un débit égal à celui du dispositif double classique à injection de fluide, sans qu'il ne manifeste aucun effet perturbateur sur l'atomisation du combustible En outre, le dispositif d'injection selon l'invehtion est d'une construction simple et il est facile à fabriquer. Bien entendu, l'invention n'est pas limitée aux exemples de réalisation ci-dessus décrits et représentés et à partir desquels on pourra concevoir d'autres formes et d'autres modes de réalisation sans pour cela sortir du cadre de l'invention. REVENJ)ICATION Dispositif double d'injection de combustible fluide, caractérisé en ce qu'il comprend des orifices d'injection secondaires disposés à l'extérieur d'orifices d'injection primaires leur sens d'injection étant orienté de telle sorte que le fluide injecté par ces orifices d'injection secondaires puisse entrer en collision avec le mélange injecté par les orifices d'injection primaire des soupapes étant prévues pour commander respectivement l'écoulement du fluide atomiseur passant par les orifices d'injection primaire et 1' écoulement du fluide atomiseur dans les orifices d'injection secondaires, ce qui permet de contrôler à volonté l'angle de pulvérisation.