Brevet FR2548553A1 — publié le 19850111

La présente invention concerne un procédé de pulvérisation d'un liquide ou produit pâteux et une buse de pulvérisation pour sa mise en oeuvre. La combustion en chauffe mixte (charbon et mazout) nécessite un 5 brûleur dont la canne d'injection du mazout puisse garder son efficacité quelle que soit la puissance demandée à ce combustible. La présente invention permet d'atteindre ce but et est applicable, plus particulièrement, à la pulvérisation des combustibles liquides ou pâteux dans les brûleurs à charbon pulvérisé. Un premier objet de l'invention consiste en un procédé de pulvérisation d'un liquide ou produit pâteux dans une buse comportant une fente de section variable, au moyen d'un fluide moteur auxiliaire, caractérisé en ce que la perte de charge dans ladite buse est maintenue constante. La perte de charge est maintenue constante en compensant partiellement la pression du fluide moteur auxiliaire par une contrepression mécanique qui fait varier la section de la fente de la buse. Ainsi, par rapport au régime de marche normale, la perte de charge est maintenue constante si, par exemple, le débit de fluide à pulvériser est 20 volontairement diminué; la section de la fente de la buse est alors automatiquement diminuée A l'inverse la perte de charge est également maintenue constante s'il se produit une obstruction de la fente de la buse; dans ce cas la pression augmente temporairement, la section de la fente est automatiquement augmentée pendant un court instant correspondant à 25 l'évacuation du produit obstruant, puis la pression revient à sa valeur nominale choisie, maintenant donc une perte de charge constante. La contre-pression mécanique peut être obtenue au moyen d'un ressort de rappel Comme on le comprendra aisément la tension du ressort, donc sa force de rappel, sera choisie de façon à obtenir la perte de charge 30 désirée. Le fluide moteur auxiliaire est gazeux et est avantageusement choisi parmi la vapeur d'eau, l'air comprimé et un gaz combustible. Un second objet de l'invention concerne une buse de pulvérisation autorégulée pour liquides ou produits pâteux comprenant un corps ( 1), une 35 zone d'admission de fluide moteur auxiliaire ( 2), un conduit d'arrivée ( 3) du liquide ou produit pâteux à pulvériser, caractérisée en ce qu'elle comprend en outre: (a) une pièce ouverte ( 4) fixée à sa périphérie au corps ( 1), (b) un déflecteur ouvert ( 5) serré entre la pièce ( 4) et le corps ( 1) de 40 manière à ménager un passage à sa périphérie pour le fluide moteur auxiliaire en direction de la pièce ( 4) et comportant des rainures ( 6) sur sa face dirigée vers la pièce ( 4), (c) une pièce cylindro-conique mobile ( 7) pourvue d'orifices ( 8) et dont la partie conique ( 7 a) s'adapte à l'ouverture de la pièce ( 4), et dont la 5 partie cylindrique ( 7 b) creuse s'adapte à l'ouverture du déflecteur ( 5) , (d) un dispositif d'étanchéité ( 9) entre le conduit d'arrivée ( 3) et la partie cylindrique ( 7 b), (e) un ressort de rappel ( 10) situé entre le déflecteur ( 5) et un point d'appui ( 11) porté par la partie cylindrique ( 7 b), et (f) une chambre annulaire ( 12) ménagée entre la pièce ( 4), le déflecteur ( 5) et la partie conique de la pièce cylindro-conique mobile ( 7). La pièce ouverte ( 4) est fixée à sa périphérie au corps ( 1) par tout moyen connu (par exemple soudure ou boulonnage) La fixation peut également être réalisée au moyen d'une bague de serrage ( 19) La forme de la 15 pièce ( 4) peut être quelconque, par exemple cylindrique ou sphérique; avantageusement cette pièce ( 4) est tronconique La face du déflecteur ( 5) dirigée vers la pièce ( 4) a la même forme, procurant ainsi une surface de contact dont les seules discontinuités proviennent de la présence des rainures ( 6). L'axe de l'ouverture de la pièce ( 4) et l'axe de la partie conique ( 7 a) de la pièce ( 7) sont confondus L'axe de l'ouverture du déflecteur ( 5) et l'axe de la partie cylindrique ( 7 b) de la pièce ( 7) sont également confondus Avantageusement ces 4 axes sont confondus Avantageusement encore ces 4 axes sont confondus également avec l'axe du corps ( 1) et l'axe du 25 conduit d'arrivée ( 3). Le déflecteur ( 5) est serré entre la pièce ( 4) et le corps ( 1) de telle façon que le passage du fluide moteur auxiliaire entre la périphérie du déflecteur ( 5) et le corps ( 1) soit possible Ce passage peut être obtenu, par exemple, au moyen de cales de formes appropriées ou bien par des 30 ouvertures ménagées entre le corps ( 1) et la face interne du déflecteur ( 5) Ces ouvertures ( 16) peuvent être constituées par des entailles pratiquées dans un rebord circulaire ( 13) du corps ( 1) Ou bien elles peuvent être constituées par des entailles pratiquées dans un rebord circulaire porté par le déflecteur ( 5) Le déflecteur ( 5) peut également 35 être maintenu en place au moyen d'un ressort dont l'autre extrémité repose sur un point d'appui (par exemple un épaulement) intrinsèque au corps ( 1). Dans ce dernier cas le passage pour le fluide moteur auxiliaire est constitué par l'espace compris entre les spires du ressort Bien évidemment des moyens d'étanchéité sont prévus entre l'intérieur de l'ouverture du 40 déflecteur ( 5) et l'extérieur de la partie cylindrique ( 7 b). Les rainures ( 6) pratiquées sur la face du deéflecteur ( 5) au contact avec la pièce ( 4) sont avantageusement tangentielles à un cercle concentrique à la périphérie de l'ouverture du déflecteur ( 5), comme le montre la figure 1 Cette disposition particulière permet d'obtenir une mise 5 en rotation du fluide à pulvériser dans la chambre annulaire ( 12) La forme de leur section peut être quelconque et n'est pas nécessairement la même d'une extrémité à l'autre de la rainure; avantageusement cette section est triangulaire Avantageusement encore leur nombre est compris entre 4 et 8 et elles sont régulièrement réparties. Le point d'appui ( 11) peut être constitué par une bague d'arrêt ou un épaulement de la partie cylindrique ( 7 b). Le fluide moteur auxiliaire est admis dans l'espace annulaire ( 2) compris entre le corps ( 1) et le conduit d'arrivée ( 3) du fluide à pulvériser L'accès du fluide moteur aux extrémités périphériques des 15 rainures ( 6) a lieu par l'intermédiaire d'un canal circulaire ( 15) prévu entre la paroi interne du corps ( 1) et la périphérie du déflecteur ( 5) Le passage de l'espace annulaire ( 2) compris entre le corps ( 1) et le conduit ( 3) au canal circulaire ( 15) a lieu par l'intermédiaire du passage ménagé entre le corps ( 1) et la périphérie du déflecteur ( 5). De façon à permettre un démontage rapide des parties mobiles, la pièce cylindro-conique ( 7) peut comporter un écrou. La pièce cylindro-conique ( 7) et/ou la pièce ( 4) sont avantageusement réalisées en un matériau dur, non perçable et résistant à l'abrasion tel un matériau céramique ou le carbure de tungstène. On décrira maintenant en détail des exemples de réalisation de la buse de pulvérisation selon l'invention en se référant aux figures en annexe o: la figure 1 est une demi-vue de dessous du déflecteur ( 5), la figure 2 est une coupe d'une buse de pulvérisation, selon un mode 30 particulier de réalisation, la figure 3 est une coupe selon un autre mode de réalisation d'une buse de pulvérisation selon l'invention. Sur la figure 1 on remarque le déflecteur ( 5) en forme de disque et dont la face conique porte des rainures ( 6). Sur la figure 2 on remarque le corps ( 1) portant un rebord ( 13) dans lequel on a pratiqué des entailles ( 16) permettant au fluide moteur de passer de l'espace annulaire ( 2) compris entre le corps ( 1) et le conduit ( 3) au canal circulaire ( 15), la pièce ( 4) de forme tronconique à ouverture centrale, le déflecteur ( 5) avec ses rainures tangentielles ( 6), la bague de 40 serrage ( 19), la pièce cylindro- conique mobile ( 7) comprenant des orifices ( 8), un dispositif d'étanchéité ( 9) par joint torique, le ressort de rappel ( 10), la bague d'arrêt ( 11), la chambre annulaire ( 12), l'écrou de démontage rapide ( 17). Sur la figure 3 on remarque une forme particulière de la paroi 5 interne du corps ( 1) portant un épaulement ( 20) Un ressort de maintien ( 21) est placé entre cet épaulement et le déflecteur ( 5) dont la partie conique est ainsi plaquée contre la surface interne de la pièce tronconique ( 4) Le passage pour le fluide moteur auxiliaire est constitué par l'espace entre les spires du ressort ( 21). La buse de pulvérisation auto-régulée selon l'invention fonctionne de la manière suivante, en se référant à la figure 2. Le fluide à pulvériser est introduit dans le conduit ( 3) à l'aide d'une pompe et parvient à l'intérieur de la partie cylindrique ( 7 b) de la pièce mobile ( 7) Il sort par les orifices ( 8) et s'écoule le long de la 15 partie conique ( 7 a) de la pièce mobile ( 7) ou bien le long de la partie apparente de la face interne de la pièce tronconique ( 4), selon la position de la buse par rapport à la verticale. Le fluide moteur, par exemple de l'air comprimé, est véhiculé sous pression dans l'espace annulaire ( 2) compris entre le corps ( 1) et le 20 conduit ( 3), il passe dans le canal circulaire ( 15) par les ouvertures ( 16) puis se répartit dans les rainures tangentielles ( 6) pour arriver dans la chambre annulaire ( 12) en mettant en rotation le fluide à pulvériser qui s'y trouve Un mélange du fluide à pulvériser et du fluide moteur se forme dans la chambre annulaire ( 12) et s'échappe par la fente circulaire ( 18) qui 25 s'est ouverte entre le bord de l'ouverture centrale de la pièce tronconique ( 4) et le bord de la partie conique ( 7 a) de la pièce cylindro-conique mobile ( 7) La largeur obtenue pour ladite fente ( 18) est bien évidemment fonction de la pression régnant dans la chambre annulaire ( 12) et de la contre-pression du ressort de rappel ( 10) La pression régnant dans la 30 chambre annulaire ( 12) est la perte de charge qui est donc maintenue constante au moyen du ressort de rappel ( 10). La buse de pulvérisation selon l'invention permet un maintien de la perte de charge dans la fente circulaire ( 18) si le débit de fluide à pulvériser est volontairement diminué (le maintien de la perte de charge 35 assure donc une bonne pulvérisation), ou bien si une obstruction de la fente ( 18) se produit: dans ce cas la perte de charge augmente et la largeur de la fente augmente en permettant aux impuretés qui l'obstruent d'être évacuées; après cette évacuation, la valeur choisie pour la perte de charge est automatiquement rétablie. La buse selon l'invention permet de pulvériser un liquide possédant une viscosité quelconque, par réglage de la perte de charge au moyen du ressort de rappel ( 10) Elle permet ainsi de pulvériser des produits pâteux. Enfin on notera que la pulvérisation a lieu en nappe creuse homogène et non pas en jets juxtaposés. REVENDICATIONS 1 Procédé de pulvérisation d'un liquide ou produit pâteux dans une buse comportant une fente de section variable, au moyen d'un fluide moteur auxiliaire, caractérisé en ce que la perte de charge dans ladite buse est maintenue constante. 2 Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la perte de charge est maintenue constante en compensant partiellement la pression du fluide moteur auxiliaire par une contre- pression mécanique qui fait varier la section de la fente de la buse. 3 Procédé selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que le fluide moteur auxiliaire est choisi parmi la vapeur d'eau, l'air comprimé et un gaz combustible. 4 Buse de pulvérisation auto-régulée pour liquides ou produits pâteux comprenant un corps ( 1), une zone d'admission de fluide moteur 15 auxiliaire ( 2), un conduit d'arrivée ( 3) du liquide ou produit pâteux à pulvériser, caractérisée en ce qu'elle comprend en outre: (a) une pièce ouverte ( 4) fixée à sa périphérie au corps ( 1), (b) un déflecteur ouvert ( 5) serré entre la pièce ( 4) et le corps ( 1) de manière à ménager un passage à sa périphérie pour le fluide moteur 20 auxiliaire en direction de la pièce ( 4) et comportant des rainures ( 6) sur sa face dirigée vers la pièce ( 4), (c) une pièce cylindro-conique mobile ( 7) pourvue d'orifices ( 8) et dont la partie conique ( 7 a) s'adapte à l'ouverture de la pièce ( 4) et dont la partie cylindrique ( 7 b) creuse s'adapte à l'ouverture du déflecteur ( 5), 25 (d) un dispositif d'étanchéité ( 9) entre le conduit d'arrivée ( 3) et la partie cylindrique ( 7 b), (e) un ressort de rappel ( 10) situé entre le déflecteur ( 5) et un point d'appui ( 11) porté par la partie cylindrique ( 7 b), et (f) une chambre annulaire ( 12) ménagée entre la pièce ( 4), le déflecteur ( 5) 30 et la partie conique de la pièce cylindro-conique mobile ( 7). Buse selon la revendication 4, caractérisée en ce que les rainures ( 6) sont tangentielles à un cercle concentrique à la périphérie de l'ouverture du déflecteur( 5). 6 Buse selon l'une des revendications 4 et 5, caractérisée en ce 35 que le passage entre la périphérie du déflecteur ( 5) et le corps ( 1) est constitué par des ouvertures ( 16) ménagées entre le corps ( 1) et le déflecteur ( 5) et qui sont des entailles pratiquées dans un rebord circulaire ( 13) du corps ( 1). 7 Buse selon l'une des revendications 4 et 5, caractérisée en ce que le passage entre la périphérie du déflecteur ( 5) et le corps ( 1) est constitué par des ouvertures ( 16) ménagées entre le corps ( 1) et le déflecteur ( 5) et qui sont des entailles pratiquées dans un rebord circulaire porté par le déflecteur ( 5). 8 Buse selon l'une des revendications 4 et 5, caractérisée en ce que le déflecteur ( 5) est maintenu en place au moyen d'un ressort dont l'autre extrémité repose sur un point d'appui intrinsèque au corps ( 1). 9 Buse selon l'une des revendications 4 à 8 caractérisée en ce que la pièce cylindro-conique mobile ( 7) et/ou la pièce ( 4) sont en matériau 10 dur, non perçable et résistant à l'abrasion. Buse selon la revendication 9, caractérisée en ce que le matériau est choisi parmi la céramique et le carbure de tungstène.