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Installation de chauffage par combustible liquide. priorité de la demande de brevet Suisse n 55.317 déposée le
13 mars 1928.
Le chauffage par combustible liquide, en particulier par huiles lourdes se répand de plus en plus et tend, dans beaucoup d'applications, à remplacer le chauffage au charbon.
Son grand avantage, en théorie du moins, est de permettre un réglage très facile de l'intensité de la flamme par le régla- ge du débit du combistible. Dans la pratique cependant, ce réglage, qui a pu être obtenu pour les grosses installations, n'a pas encore été réalisé pour les installations de moyenne ou de petite puissance, les dispositifs qui donnent des résul- tats satisfaisants pour les premières de ces installations ne fonctionnant plus correctement pour les autres.
L'inventeur a réussi à trouver la cause de ce phéno- mène, qui n'est autre que la variation de la viscosité du combustible, soit avec la température, soit, pur une.tempé- rature donnée, avec la nature, ou simplement la provenance, de l'huile. En effet, dans les grandes installations-, on réa- lise un débit constant du combustible liquide au moyen, par exemple, d'un réservoir à niveau constant ou d'un réservoir dans lequel règne une pression constante,.Le réglage de ce débit étant obtenu par un obturateur, par exemple un robinet, placé sur le conduit reliant le réservoir au foyer. Supposons qu'on applique une de ces dispositions à une petite installa- tion, c'est-à-dire à une installation où le conduit sus.-men- tionné est nécessairement de petite section.
Au moment 'où il
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met en train l'installation, le chauffeur règle ce débit en réglant l'ouverture de l'obturateur, mais, l'installation fonctionnant, la température du local s'élève, ce qui pro- duit un changement de la viscosité de l'huile, changement qui peut être considérable et qui, vu la faible section du dit conduit, produit une variation considérable du.débit. Si le chauffeur n'est pas consciencieux, il ne se préoccupera pas de cette variation et l'huile débitée, arrivant en excs au foyer, ne brûlera que partiellement et encrassera l'installa- tion ;
s'il est consciencieux, il lui faudra continuellement modifier le réglage du débit, et ceci à tâtons, vu que la courbe donnant les variations de la viscosité de l'huile par rapport à la température est très compliquée, et change, en outre, suivant la nature, ou même simplement la provenance, de cette huile. D'ailleurs, l'inventeur a également remarqué que des chocs un peu violents sur le conduit du combustible peuvent causer des variations considérables dans le débit; un camion qui passe dans la rue voisine peut donc produire le même effet qu'une variation de température de quelques di- zaines de degrés.
L'objet de la présente invention est une installation de chauffage par combustible liquide remédiant aux inconvé- nients aus-mentionnés. Cette installation de chauffage est caractérisée par un dispositif distributeur, intercalé entre le réservoir à combustible et le foyer, construit de façon à faire passer, dans un temps donné, du premier dans le deuxié- me, un volume constant de combustible et placé sous la dépen- dance d'un dispositif de commande permettant de faire varier ce volume pour faire varier l'intensité de la flamme.
Ce dispositif distributeur pourra être, par exemple, une pompe à débit volumétrique constant, de préférence une pompe à piston. Il est clair que ce dispositif distributeur, faisant passer, dans un temps donné, une quantité constante de liquide, du réservoir au foyer, ce dernier sera cimenté de façon régulière indépendamment de la température, des chocs ou trépidations auxquels est soumise l'installation, ou de toutes autres causes e xtérieures. D'autre part, en faisant varier le volume débité, soit à la main, soit automatiquement, par le moyen d'un thermostat par exemple, on peut régler l'in- tensité de la flamme.
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Le dessin ci-annexé représente, à titre d'exemple, une forme d'exécution de l'objet de l'invention, ainsi qu'une va- riante d'un détail.
La figure 1 est une vue générale, en partie schémati- que, de cette forme d'exécution. La figure 2 est une coupe à travers le mécanisme de réglage du débit, suivant la ligne.' II-II de figure 1 et à plus grande échelle. La figure 3 est une vue en plan, de dessus, du dit dispositif de réglage ; la figure 4 est une coupe par IV-IV de figure 2. La figure 5 con- cerne la variante.
Dans la forme d'exécution des figures 1 à 4, 1 est un moteur électrique dont l'arbre porte, à son extrémité de droi- te en figure 1, un ventilateur à ailettes 2, et) monté en bout, un godet 3, dans le fond duquel l'huile est amenée par,les é- jecteurs 4 et 5. Cette huile, sous l'action de la force cen- trifuge, s'échappe du godet en une nappe située, à peu près, dans un plan vertical et se mélange à l'air provenant du ven- tilateur, et qui traverse les passages 6 et 7. 37 est le foyer.
L'extrémité de gauche, en figure 1, de l'arbre du moteur, com- mande, par l'intermédiaire d'un dispositif de démultiplication de vitesse, comprenant une vis sans fin 29 et une roue hélico- idale 30 (figure 2), le mécanisme de réglage de débit plus spé- cialement représenté aux figures 2,3 et 4, lqquel mécanisme comprend trois pompes à pistons. La première pompe est reliée par un conduit d'aspiration 8 au réservoir à combustible 9 ; el- le présente deux cylindres 10 et 11 dans chacun desquels se meut un piston 12.13 est la conduite de refoulement qui aboutit à l'éjecteur 4 placé au fond du godet 3.
La seconde pompe est re- liée par la conduite d'aspiration 14 au réservoir à combustible 9, et présente les trois cylindres 15, 16 et 17, dans chacun desquels se déplace un piston 18; sa conduite de refoulement 19 est reliée à un dispositif de commande 20 relié d'une part par la conduite 21 à l'éjecteur 5, placé au fond du godet 3 et, d'autre part, par la conduite 22 au réservoir de récupération 23 placé sous le mécanisme de réglage de débit. Ce réservoir de récupération, qui est destiné à recueillir l'huile qui s'é- coule par les joints du dit mécanisme, est relié par un conduit d'aspiration 24 à la troisième pompe, laquelle comprend les trois cylindres 25, 26, 27, et le conduit de refoulement 28 relié au réservoir à combustible 9.
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Les huit pistons des trois pompes sus-décrites sont actionnés par le plateau 31, monté obliquement sur l'arbre
32, sur lequel est clavetée la roue hélicoïdale 30 su-smen- tionnée. A cet effet, la tige de chacun des pistons présente, à son extrémité libre, une pièce en C, 33, dont la grande branche médiane est appliquée, par le ressort 34, contre la périphérie du dit plateau tandis que ce dernier est en- serré entre les deux petites branches extrêmes de cette piè- ce en C. Le pourtour du plateau 31, ainsi qu'on le voit spé- ciaglement en figure 3, est limité par deux demi-circonfé- rences 35 et 35a de diamètres différents, le passage d'un diamètre à l'autre se produisant sur le diamètre le plus incliné du plateau, diamètre par où passe la coupe de figure
2.
Chaque piston présente deux rainures longitudinales 36.
Le dispositif de commande 20 se manoeuvre soit à la main, soit automatiquement, par le moyen d'un thermostat placé sous la dépendance de la température du foyer, soit des deux manières à la fois, et peut mettre la conduite 19 en relation, soit avec la conduite 21, soit avec la conduite
22. Supposons qu'on ne veuille qu'une petite flamme: Le dispositif de commande 20, dans ce cas, relié la conduite
19 avec la conduite 22. Le moteur 1 étant supposé en fonction, les huit pistons sus-mentionnés vont se déplacer dans leurs cylindres de la façon décrite plus loin. La première pompe, comprenant les cylindres 10 et 11, aspirera du combustible dans le réservoir 9, par la conduite 8, et le refoulera par la conduite 13 dans le godet 3.
La deuxième'pompe, comprenant les cylindres 15, 16 et 17 aspirera également de l'huile dans .le réservoir 9, par la conduite 14, et l'enverra, par la con- duite de refoulement 19, dans le dispositif de commande 20 ; de là, elle passera, par la conduite 22, dans le réservoir de récupération 23, où elle sera aspirée, ainsi que l'huile provenant des fuites, par la troisième pompe qui refoulera le liquide dans le réservoir 9, Supposons qu'on veuille une grande flamme:
Le dispositif de commande 20 sera manoeuvré en conséquence et reliera le conduit 19 avec la conduite 21 ; l'huile aspirée par la seconde pompe, au lieu d'être envoyée dans le réservoir de récupération, traversera le conduit 21 et arrivera dans 'le godet 3, augmentant ainsi la quantité
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d'huile livrée au foyer, et augmentant l'intensité de la flamme.'
La commandé de l'un des huit pistons, par exemple du piston 12, représenté à droite de la figure 2, a lieu de la façon suivante : Dans cette figure, le piston est à fin de cour- se supérieure; à mesure que le plateau 31 va tourner, ce der- nier obligera le piston à elscendre, en refoulant l'huile par la rainure 36 dans la conduite 13.
Au bout d'un-demi tour du plateau 31, le piston 12 sera à fin de course inférieure; à ce moment-là, se présentera contre la branche médiane de bran- che en C, 33, la partie 35, de petit diamètre, du pourtour du plateau 31. Sous l'action du ressort 34, la branche sus-men- tionnée viendra s'appliquer contre la partie 35, faisant tour- ner le piston sur lui-même autour de son axe vertical d'un certain angle. Grâce à ce mouvement de rotation, la rainure
36 sera séparée de la conduite de refoulement, tandis que 1' autre rainure, non représentée, viendra en regard de la con- duite d'aspiration. Les sept autres pistons fonctionneront de la même manière, mais avec un certain décalage.
Grâce au fait que chacune des première et deuxième pompes possèdent plusieurs petits cylindres, l'huile sera dé- bitée dans le foyer par petites quantités, se suivant à inter- valles très rapprochés, de façon que ce débit se rapproche d' un débit continu.
Le moteur, le ventilateur, le godet et le mécanisme de réglage de débit sont enfermés dans un seul et même carter à axe horizontal. Pour les installations où il est préférable que la flamme s'étende dans un plan horizontal plutôt que ver- tical, le godet 3, au lieu d'être monté au bout de l'arbre mo- teur, pourra être monté, comme représenté en figure 5, sur un arbre vertical 38, commandé depuis l'arbre du moteur 39 par un engrenage.
Bien entendu, l'invention n'est pas limitée à ce qui vient d'être décrit. En particulier, si l'on veut produire plusieurs intensités de la flamme, on pourra augmenter le nom- bre des pompes, ou si l'on veut que le débit d'huile se rappro- che encore davantage du débit continu, augmenter dans chaque pompe le nombre des pistons.
On pourrait également réaliser l'effet mentionné au début de l'introduction par le moyen d'une seule pompe à un
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ou plusieurs pistons, et par le moyen d'un dispositif per- mettant de varier la vitesse de cette pompe On pourrait aussi construire une pompe à pistons travaillant à vitesse constan- te, et dont la course des pistons pourrait être modifiée pour changer le débit de la pompe..
REVENDICATIONS:
1.- Installation de chauffage par huiles lourdes, ca- ractérisée par un dispositif distributeur, intercalé' entre le réservoir à combustible et le foyer, construit de façon à faire passer, dans un temps donné, du premier dans le deu- xième, un volume constant de combustible et placé sous la dépendance d'un dispositif de commande permettant de faire varier ce volume pour faire varier l'intensité de la flamme.
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Liquid fuel heating installation. priority of Swiss patent application No. 55,317 filed on
March 13, 1928.
Heating with liquid fuel, in particular with heavy oils, is becoming more and more widespread and tends, in many applications, to replace heating with coal.
Its great advantage, in theory at least, is that it allows very easy regulation of the intensity of the flame by regulating the flow rate of the fuel. In practice, however, this adjustment, which has been obtained for large installations, has not yet been achieved for medium or small power installations, the devices which give satisfactory results for the first of these installations. no longer working well for others.
The inventor succeeded in finding the cause of this phenomenon, which is none other than the variation of the viscosity of the fuel, either with temperature, or, for a given temperature, with nature, or simply the origin, of the oil. In fact, in large installations, a constant flow of liquid fuel is achieved by means, for example, of a constant-level tank or of a tank in which a constant pressure prevails. being obtained by a shutter, for example a valve, placed on the conduit connecting the tank to the fireplace. Let us suppose that one of these provisions is applied to a small installation, that is to say to an installation where the above-mentioned duct is necessarily of small section.
By the time he
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starts up the installation, the driver regulates this flow rate by adjusting the shutter opening, but, with the installation working, the room temperature rises, which produces a change in the viscosity of the oil, a change which can be considerable and which, given the small section of the said duct, produces a considerable variation in flow rate. If the driver is not conscientious, he will not be concerned with this variation and the oil delivered, arriving in excess at the furnace, will only partially burn and will clog the installation;
if he is conscientious, he will have to continually modify the flow rate setting, and this gropingly, since the curve giving the variations in the viscosity of the oil in relation to the temperature is very complicated, and also changes, depending on the nature, or even simply the origin, of this oil. Moreover, the inventor has also noticed that somewhat violent impacts on the fuel pipe can cause considerable variations in the flow; a truck passing in the neighboring street can therefore produce the same effect as a temperature variation of a few tens of degrees.
The object of the present invention is a liquid fuel heating installation which overcomes the aforementioned drawbacks. This heating installation is characterized by a distributor device, interposed between the fuel tank and the hearth, constructed so as to pass, in a given time, from the first to the second, a constant volume of fuel and placed under the dependence on a control device making it possible to vary this volume in order to vary the intensity of the flame.
This dispensing device could be, for example, a pump with a constant volumetric flow rate, preferably a piston pump. It is clear that this distributor device, passing, in a given time, a constant quantity of liquid, from the tank to the hearth, the latter will be cemented regularly regardless of the temperature, shocks or vibrations to which the installation is subjected, or any other external causes. On the other hand, by varying the volume delivered, either by hand or automatically, by means of a thermostat for example, it is possible to adjust the intensity of the flame.
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The accompanying drawing represents, by way of example, an embodiment of the object of the invention, as well as a variant of a detail.
FIG. 1 is a general view, in part schematic, of this embodiment. Figure 2 is a section through the flow adjusting mechanism, taken on the line. II-II of figure 1 and on a larger scale. FIG. 3 is a plan view, from above, of said adjustment device; FIG. 4 is a section through IV-IV of FIG. 2. FIG. 5 relates to the variant.
In the embodiment of Figures 1 to 4, 1 is an electric motor whose shaft carries, at its right end in Figure 1, a finned fan 2, and) mounted at the end, a bucket 3, in the bottom of which the oil is brought by, the ejectors 4 and 5. This oil, under the action of the centrifugal force, escapes from the bucket in a layer situated, approximately, in a plane vertical and mixes with the air coming from the blower, and passing through passages 6 and 7. 37 is the hearth.
The left end, in figure 1, of the motor shaft, controlled, by means of a gear reduction device, comprising a worm 29 and a helical wheel 30 (figure 2 ), the flow regulating mechanism more specifically shown in Figures 2, 3 and 4, which mechanism comprises three piston pumps. The first pump is connected by a suction pipe 8 to the fuel tank 9; It has two cylinders 10 and 11 in each of which a piston moves 12. 13 is the delivery pipe which ends at the ejector 4 placed at the bottom of the bucket 3.
The second pump is connected by the suction line 14 to the fuel tank 9, and has the three cylinders 15, 16 and 17, in each of which a piston 18 moves; its discharge line 19 is connected to a control device 20 connected on the one hand by line 21 to the ejector 5, placed at the bottom of the bucket 3 and, on the other hand, by line 22 to the recovery tank 23 placed under the flow adjustment mechanism. This recovery tank, which is intended to collect the oil which flows through the joints of said mechanism, is connected by a suction duct 24 to the third pump, which comprises the three cylinders 25, 26, 27 , and the delivery pipe 28 connected to the fuel tank 9.
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The eight pistons of the three pumps described above are actuated by the plate 31, mounted obliquely on the shaft
32, to which the above-mentioned helical wheel 30 is keyed. To this end, the rod of each of the pistons has, at its free end, a C-shaped part, 33, the large middle branch of which is applied, by the spring 34, against the periphery of said plate while the latter is in- clamped between the two small end branches of this C-shaped part. The periphery of the plate 31, as can be seen specifically in FIG. 3, is limited by two half-circumferences 35 and 35a of different diameters, the passage from one diameter to another occurring on the most inclined diameter of the plate, diameter through which the figure cut passes
2.
Each piston has two longitudinal grooves 36.
The control device 20 is operated either by hand, or automatically, by means of a thermostat placed under the dependence of the temperature of the hearth, or in both ways at the same time, and can put the pipe 19 in relation, either with line 21, or with line
22. Suppose we only want a small flame: The control device 20, in this case, connects the pipe
19 with line 22. The engine 1 being assumed to be operating, the eight aforementioned pistons will move in their cylinders in the manner described below. The first pump, comprising cylinders 10 and 11, will suck fuel into tank 9, through line 8, and deliver it through line 13 into bucket 3.
The second pump, comprising the cylinders 15, 16 and 17 will also suck oil into the reservoir 9, through the line 14, and send it, through the discharge line 19, into the control device 20. ; from there, it will pass, through line 22, into the recovery tank 23, where it will be sucked, as well as the oil coming from the leaks, by the third pump which will deliver the liquid back to the tank 9, Suppose we want to a big flame:
The control device 20 will be operated accordingly and will connect the conduit 19 with the conduit 21; the oil sucked by the second pump, instead of being sent to the recovery tank, will pass through the pipe 21 and arrive in the cup 3, thus increasing the quantity
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of oil delivered to the hearth, and increasing the intensity of the flame. '
The control of one of the eight pistons, for example of the piston 12, shown to the right of FIG. 2, takes place as follows: In this figure, the piston is at the upper end of stroke; as the plate 31 turns, the latter will force the piston to lower, pushing the oil through the groove 36 into the pipe 13.
After half a turn of the plate 31, the piston 12 will be at the lower end of travel; at that moment, the small diameter part 35 of the periphery of the plate 31 will come up against the middle branch of the C-shaped branch, 33. Under the action of the spring 34, the aforementioned branch will come to rest against part 35, causing the piston to rotate on itself around its vertical axis by a certain angle. Thanks to this rotational movement, the groove
36 will be separated from the discharge line, while the other groove, not shown, will face the suction line. The other seven pistons will work the same, but with some lag.
By virtue of the fact that each of the first and second pumps have several small cylinders, the oil will be discharged into the furnace in small quantities, following each other at very close intervals, so that this flow approximates a continuous flow. .
The motor, fan, bucket and flow control mechanism are enclosed in a single horizontal shaft housing. For installations where it is preferable that the flame spreads in a horizontal plane rather than a vertical one, the cup 3, instead of being mounted at the end of the motor shaft, may be mounted, as shown in Figure 5, on a vertical shaft 38, controlled from the motor shaft 39 by a gear.
Of course, the invention is not limited to what has just been described. In particular, if we want to produce several intensities of the flame, we can increase the number of pumps, or if we want the oil flow to be even closer to the continuous flow, increase in each pump the number of pistons.
The effect mentioned at the start of the introduction could also be achieved by means of a single pump at a
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or more pistons, and by means of a device allowing the speed of this pump to be varied. A piston pump could also be constructed, working at constant speed, and the stroke of the pistons of which could be modified to change the flow rate. of the pump.
CLAIMS:
1.- Heavy oil heating installation, characterized by a distributor device, interposed between the fuel tank and the hearth, constructed so as to pass, in a given time, from the first to the second, a constant volume of fuel and placed under the control of a control device making it possible to vary this volume in order to vary the intensity of the flame.