CHAPITRE X BRULEURS A PÉTROLE
Brûleurs pour chaudières fixes, — Brûleur Bachy. — Brûleur Williams. —Brûleur de l'Hydroleum Fuel G*. — App&reils russes. — Appareils américains. — Applications à la métallurgie, — Applications aux forges. — Applications aux divers fours métallurgiques. — Application à la métallurgie du cuivre. — Brûleurs pour locomotives. — Brûleurs Urqhardt. — Brûleur Karapetof. — Brûleur Brandt. — Brûleur Fvardofski. — Brûleur Artenef. — Brûleurs divers. —Essais en France. — Foyer des Forges et Chantiers de la Méditerranée. — Appareil Santenard. — .\ppareil Vétillard-Scherding. — Chaudière de locomotive système Seigle.
Brûleurs pour chaudières fixes. — Dans les chaudières fixes qui, en général, doivent produire unvolume constant et régulier de vapeur, la question du réglage de la quantité d'huile à injecter a beaucoup moins d'importance que dans les locomotives ou sur les navires. On peut donc adopter pour les installations fixes un type d'injecteur très simple.
On a reconnu depuis longtemps qu'il y avait avantage à employer la vapeur pour la pulvérisation, de préférence à Tair comprimé, qui semblait devoir donner une meilleure combustion. La vapeur est, en somme, beaucoup mieux utilisée dans Tinjecteur qu'elle ne le serait dans une pompe devant comprimer de Tair ; il y a là un avantage économique qui compense très largement le petit avantage du mélange de l'air avec le mazout.
Ainsi donc, le pulvérisateur d'une chaudière fixe doit être à vapeur et aussi simple que possible, pour éviter les engorgements et faciliter le nettoyage.
En France, Sainte-Claire Deville (1868) a imaginé un brûleur qui a été quelque peu employé. L'appareil est surtout bon pour les laboratoires. M. Audoina cherché une application pour les fours à réverbère.
D'autres brevets ont été pris pour des brûleurs à pétrole, notam-
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ment ceux de Richardson (1864), Mac Kine (1865), Verstrael (1868). Kameski (1869), Wagenknecht (1878), Paterson (1878). Mais tous ces appareils ont été abandonnés dès le début, parce qu'ils donnaient une combustion trop incomplète du pétrole.
L'appareil d'Allest qui sera décrit pour les chaudières marines (page 256) peut s'appliquer simplement et sans beaucoup de dépenses à une chaudière quelconque ; il suffit de démonter les grilles et accessoires, de remplacer la façade du foyer par une sole en briques portant deux trous de regard et un autre trou, à travers lequel passe le pulvérisateur dans le foyer; on divise le foyer en deux parties par une sole en briques, sur laquelle le naphte, après sa pulvérisation, vient se heurter pour mieux se diviser encore ; on recouvre d'une couche de briques réfractaires le ciel de foyer, afin d'assurer dans celui-ci un magasin de chaleur capable de brûler complètement les particules qui auraient pu échapper à la combustion.
Pour éviter Tencrassage des tubes d'ajutage et la dépense de vapeur nécessaire à la pulvérisation ainsi que les difficultés de mise en marche avant que la vapeur ait atteint une pression convenable, on a cherché à supprimer les brûleurs à vapeur et à les remplacer par un système de combustion plus direct et plus complet des hydrocarbures.
Brûleur Bachy. — Nous citerons notamment le foyer dit à glissières de M. Bachy. Le liquide combustible n'est pas injecté en filets séparés, mais étendu en nappe imprégnant une bande tissée ou feutrée, analogue à une longue et large mèche qui aurait été développée horizontalement, et, sous l'action de l'air du foyer, il vient brûler comme le ferait l'huile d'une lampe, en formant une vaste lame de feu dont une disposition spéciale permet de régler l'étendue et l'intensité.
L'appareil peut être placé, sans aucun travail préliminaire, dans le foyer de tous les générateurs. Il fonctionne de la manière suivante :
Une plaque rainurée reçoit le pétrole venant du réservoir. Un feutre placé sur la plaque s'imbibe de pétrole. Une glissière à rouleau se meut au-dessus du feutre, guidée dans sa course d'avant en arrière du foyer.
On allume le feutre comme on le ferait d'une mèche de lampe ; on jette une poignée d'étoupe enflammée sur le feutre découvert en grand et en un instant la flamme a son maximum d'intensité. La glissière à rouleau permet de réduire la surface enflammée suivant les besoins du chauffage. En poussant la glissière à fond de course, on obtient l'extinction immédiate.
Il est évident que ce foyer est plus simple que les brûleurs pulvérisateurs, moins coûteux, qu*il en a tous les avantages sans en avoir les inconvénients.
Une chaudière semi-tubulaire chauffée au charbon anglais de première qualité a été mise en pression à 7 kilogrammes en deux heui*es
et demie ; la même chaudière munie d*un foyer Bachy a été mise en pression à 7^«f,02, en quarante-cinq minutes.
Brûleur Williams.
— Dans le brûleur Williams [fig. 56), le pétrole arrive en b par un robinet de réglage c au droit de la vapeur amenée en nappe annulaire par le pointeau g du tuyau e. Il y a appel d'air chaud latéral par t.
M. Denton a fait avec le brûleur Williams des expériences de consommation qui ont donné les résultats suivants :
Fio. 56. — Brûleur à pétrole Williams.
Fraction de la chaleur totale de combustion utilisée en production de vapeur
Vaporisation de Thumidité du combustible et combustion de Thydrogène perdue à surchauffer la vapeur d'eau .
Gaz secs de la cheminée
Gendres
Rayonnement et combustion imparfaite ....
PÉTROLE
CHARBON
Brûleur de VHydroleum Fuel C°. — La Hydroleum Fuel C* de Londres construit un brûleur du type à aiguille [fig, 57) avec jet de vapeur annulaire déterminant une aspiration ; le vide produit dans le tourbillon annulaire du jet en empêche la combustion dès son entrée dans le moufle en briques réfractaires jusqu'à ce qu'il vienne se briser sur la petite muraille d'avant de ce moufle dont on règle là position avec soin.
BRULEURS A PÉTROLE
Fio. 57. — Injecteur à p de THydroleum Fuel O
étroîc
Dans un essai fait sur une chaudière à tubes d'eau Hornsby, on a vaporisé, ramenés à 400*>, i3*'<f,47 par kilogramme de goudron de gaz à Feau au lieu de 6''», 72 par kilogramme de coke avec la même chaudière.
Appareils russes. — D'après M . Lépreux, Ingénieur au corps des Mines, on emploie en Russie surtout des pulvérisateurs à vapeur, tels que les appareils d'issaïef et de Béreznef (flg. 58). Ils se composent de deux boites circulaires plates, opposées l'une à l'autre, et fermées complètement sauf suivant un segment commun. Dans la boîte supérieure coule lenaphte, venant d'un réservoir placé à 2 ou 3 mètres de hauteur; la vapeur arrive dans la boîte inférieure et le naphte coule sur la lame de vapeur, qui l'entraîne.
Les pulvérisateurs Kroupka ou Baschanine, à couronnes circulaires
et à aiguilles, ont donné de moins bons résultats. 11 faut citer aussi les pulvérisateurs annulaires Mirzoevitch, Dunder, Benkston, Choukof, Bielikof, Daniline ainsi que l'appareil du Standard russe.
Un des avantages du pulvérisateur Issaïef est son rendement à peu près constant.
En effet, si l'on admet trop de mazout, la combustion sera incomplète, et il y aura production de fumée noire.
Si, au contraire, on admet trop de vapeur, la combustion sera bonne, mais on consommera trop de vapeur. A une quantité donnée de mazout correspond, pour chaque type de pulvérisateur, une quantité donnée de vapeur. Le rapport de ces
Fio. D8. — Appareil Béreznef.
deux quantités est ce qu'on nomme le rendement de Tappareil.
Pour rinjecteur Issaïef, ce rendement reste constant entre 50 kilogrammes et 100 kilogrammes de naphte à l'heure. L'appareil consomne à peu près 0''^,4 de vapeur à 4 ou 5 atmosphères, par kilogramme de naphte
Quel que soit d'ailleurs rinjocleur réalisé, on doit surtout étudier la forme et les dispositions intérieures du foyer. Le chauffage au naphte peut, moyennant cette restriction, être appliqué à tous les types de chaudière, aussi bien aux chaudières à bouilleurs qu'aux chaudières multitubulaires. Il faut toujours que la chambre de combustion soit telle que la combustion soit bien complète, que la température soit aussi uniforme que possible, et que le jet de flamme produit par le naphte pulvérisé ne se brise pas contre une partie essentielle du foyer. Le type est d'ailleurs à étudier pour chaque nature de chaudières, et cette étude donne toujours lieu à de nombreux tâtonnements.
Nous donnons dans le tableau de la page suivante les résultats d'essais faits avec un soin minutieux, par M. Keller, directeur de la fabrique d'indiennes Ziindel, à Moscou.
Appareils américains. — Parmi les appareils américains les plus intéressants nous citerons les injecleurs de l'Âmerican Crude Oil Burner C** de Chicago et ceux de C. A. Hammel de Los Angeles (Californie).
Dans le foyer à pétrole de l'Economy Manufacturing C** (fig, 59, 60 et 61) le vaporisateur de pétrole consiste en une série de tubes C à raccords D protégés par des tubes en fonte E' avec matelas de terre réfractaire e'. Le pétrole est amené du réservoir par une tuyauterie Q', un éjecteur R', un tuyau K et finalement entre dans les brûleurs G. La vapeur est fournie à l'éjecleur par un tuyau r' relié à r par une chambre de vapeur R. Le pétrole est fourni par la pompe 0 au réservoir M dans lequel de l'eau est admise sous pression. Elle flotte à la surface de l'eau et est forcée par la pression hydrostatique dans le tuyau Q^ d'où elle est aspirée par les injecteurs R*, R^ dans les tuyaux Q*, Q^ ; finalement elle arrive à un état de division très complet dans les tuyaux K et L.
Dans le brûleur Coulthard, le pétrole arrive au brûleur par une soupape chargée d'une tige coiffée d'un manchon guidé ; ce manchon est poussé de bas en haut par un ressort réglable au moyen d'un écrou et de bas en haut par le bouton d'une membrane soumise à la
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