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"SYSTEME DE COMMANDE DE BRULEURS"
La présente invention consiste en un système de commande de brûleurs et a plus particulièrement pour objets un mode et un appareil de commande de brûleurs à combustible fluide.
Une de ses caractéristiques réside en une disposi- tion de brûleurs, d'une distribution de combustible et de moyens d'allumage, telle, qu'un ou plusieurs brûleurs peu- vent être amenés à fonctionner d'une manière intermittente, ou successivement et d'une manière intermittente.
Une autre caractéristique consiste en le fait qu'un brûleur principal,un brûleur auxiliaire ou pilote et un dis- positif d'allumage sont disposés de telle sorte qu'au début d'une fourniture de combustible au brûleur pilote, le dispo-
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sitif d'allumage agit pour allumer le combustible à ce brû- leur, le tout associé avec des moyens obéissant à la cha- leur dégagée par la flamme du brûleur pilote pour fournir au brûleur principal,du combustible qu'allumera la flamme pilote.
Une autre caractéristique encore de l'invention réside en un système pour allumer automatiquement et,succes- sivement plusieurs brûleurs principaux pour que chacun de ceux-ci brûle pendant une période de temps prédéterminée ainsi qu'en des moyens pour interrompre le fonctionnement des brûleurs, de leurs pilotes et de tous les moyens d'al- lumage, de façon qu'ils puissent être ramenés en action si- multanément pour rétablir une portion quelconque d'une pé- riode de combustion incomplète d'un brûleur quelconque qui a été éteint par ltinterruption du fonctionnement des divers dispositifs précités.
Sur le dessin ci-joint, qui représente, simplement à titre d'exemple, une unique forme d'exécution de l'inven- tion à laquelle on pourrait d'ailleurs apporter certains changements et modifications sans déroger pour cela à l'es- prit de l'invention qui n'est par conséquent pas strictement limitée à cette réalisation.
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Fig. 1 représente sohématiquement le système et les parties au moyen desquels l'invention peut être mise en pratique, et
Fig. 2 est un plan du disque à cames.
Dans diverses installations industrielles, tant fi- xes que portatives, il est souvent désirable de fournir de la!chaleur, pendant certaines périodes de temps fixées,et d'obtenir que ces périodes se répètent automatiquement à des intervalles définis ou à des intervalles contrôlés. Parfois, il est,désirable de chauffer diverses unités ou dispositifs
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et de les chauffer d'une façon intermittente et successive- ment.
L'invention offre un appareil permettant d'assurer ces résultats, ainsi que des moyens grâce auxquels la pé- riode de chauffage peut être arrêtée ou interrompue, quand on le désire, pour des fins de sécurité (par exemple, en présence de gaz inflammables) par la manoeuvre d'un seul levier, et être reprise et terminée par une manoeuvre de ce levier dans la direction inverse..
Sur le dessin qui, pour la commodité de la des- cription, représente une installation à deux brûleurs !:10 désigne un tuyau venant d'une source de combustible fluide (non représentée), de préférence sous pressione Un régula- teur de pression 11, d'une disposition conventionnelle quel,. conque, sert à réduire la pression à celle qui convient pour les brûleurs. Le combustible passe du régulateur de pression, par un robinet 12 (qui à la Figo 1 est représenté ouvert) à une conduite de distribution 13 à laquelle les brûleurs prin- cipaux 14 et 15 sont reliés, respectivement, par les tuyaux
16 et 17.
Chaque tuyau 16, 17 est pourvu d'une soupape 18,
19, normalement tenue fermée par tout moyen convenable et susceptible d'être ouverte par un dispositif sensible à une pression, 20, 21, qui peut affecter la forme d'un soufflet cylindrique en métal ondulé du type communément désigné, aux Etats-Unis sous le nom de "sylphon"o Chaque soufflet 20, 21, est relié par un tuyau 22, 23 à un serpentin 24, 25 qui con- tient un fluide sensible à la chaleur. Bien que les soupapes 18, 19 des brûleurs puissent être actionnées d'une manière quelconque, on les a représentées ici, pour plus de commodité, comme soumises à une commande thermique c'est-à-dire agissant sous l'action de la température.
Dans des conditions de tem- pérature normales, le fluide qui se trouve dans les serpen- tins 24,25 est suffisamment contracté pour permettre aux
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soupapes de rester fermées; mais lors de toute élévation im- portante de la température des serpentins 24, 25, le fluide se dilate et les soufflets métalliques ouvrent les soupapes.
Chaque brûleur principal est pourvu d'un brûleur pilote 26, 27, respectivement, et ces brûleurs pilotes sont situés, par rapport aux serpentins 24, 25, dans des posi tions telles que chacun d'eux, lorsqu'il brûle, chauffe son propre serpentin. Toutefois, ces serpentins sont montés de façon à être hors de la portée de chauffage des brûleurs principaux.
Chaque brûleur pilote est alimenté en combustible au moyen d'un tuyau, 28, 29, respectivement, partant de la conduite de distribution 13 et pourvu d'une soupape 30, 31, respectivement. Lorsque l'une ou l'autre des soupapes 30, 31 est ouverte, le brûleur pilote correspondant peut être allu- mé. A chaque brûleur pilote, est adjacent une distance exple- sive 32, 33, respectivement, connectée à des moyens d'allu- mage-convenables, de façon qu'une étincelle passe en travers de la distance explosive pour allumer le combustible sortant du brûleur.
Pour plus de commodité, on a représenté dans le présent système, deux brûleurs qui sont arbitrairement re- présentés comme susceptibles de brûler alternativement, cha- cun pendant un quart du temps, en ne laissant pendant la moitié du temps, ni l'un ni l'autre brûleurs allumés. Le contrôle de la régulation'dans le temps, est effectué au moyen d'un moteur convenable 38, représenté ici comme ac- tionné par la détente du combustible qui est fourni au mo- teur, par la conduite de distribution 13, au moyen du tuyau 34. Ce moteur peut être avantageusement du type des comp- teurs à gaz ou de quelque type similaire, capable de faire tourner l'arbre 35 très lentement par l'intermédiaire d'un train d'engrenages convenable ou autrement, selon qu'on le
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désire.
Cet arbre porte à son extrémité supérieure un disque à cames 36 qui présente, sur son dessous, une came circonfé- rentielle 37 embrassant un arc de sensiblement 90 (90 étant un chiffre arbitraire fixé pour faciliter l'explication).
Cette came 37 est disposée pour agir sur l'organe de comman- de de la soupape 30 et de la soupape 31,alternativement, de manière à tenir chaque soupape ouverte pendant que l'arbre tourne de 90 et à laisser deux intervalles, de 90 de rota- tion de l'arbre, pendant lesquels les deux soupapes sont fer- mées.
On voit ainsi que ce moteur effectue la commande des brûleurs et les fait fonctionner parce que, quand la came 37 est en prise avec la soupape 30 et ouvre celle-ci (comme c'est représenté à la Fig. 1 où la soupape 31 est, au con- traire, fermée), le combustible sortant du brûleur pilote 26 sera allumé et le serpentin 24, sensible à la chaleur, fonctionnera pour ouvrir la soupape 18 (comme c'est également représenté à la Fig. 1 où la soupape 19 est, au contraire, fermée), de sorte que le combustible sortant du brûleur prin- cipal 14 sera allumé par la flamme de son brûleur pilote et continuera à brûler jusqu'à ce que la came 37 permette à la soupape 30 de se fermer.
Peu après cela, la contraction du fluide dans le serpentin 24, due à l'absence de la flamme du brûleur pilote, permettra au soufflet 20 de fermer la soupa- pe 18 et d'éteindre ainsi le brûleur principal 14.
Après une période correspondant à une rotation de sensiblement 90 du disque à cames 36, une suite similaire de faits analogues se produira à l'autre brûleur principal et ses dépendances.
Le système d'allumage est du type électrique et comprend la bobine d'induction 40 dont le primaire reçoit du courant de la batterie 41 par l'intermédiaire de l'inter- rupteur à trembleur 42, de la manière habituelle. L'enroule-
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ment secondaire de la bobine d'induction est conneoté, par des fils 43, aux distances explosives 32 et 33 qui, on le voit, sont connectées en série pour fonctionner simultané- ment.
Le circuit de l'enroulement primaire de la bobine d'induction part de la masse, en 44, et passe d'un endroit convenable du moteur, par.le disque à came 36, l'une des cames 45 ou 45', que celui-ci porte sur sa force supérieure, 'le ressort de contact 46, le fil 47, la batterie 41, l'en- roulement primaire, le trembleur 42, le fil 48 et l'inter- rupteur 49, pour revenir à la masse en 50.
Fig. 2 représente, en plan, le disque à cames 36 qui porte sur sa face supérieure les cames 45 et 45' dont chacune embrasse un arc de sensiblement 90 et qui sont es- pacées de 90 . Ces cames occupent une position telle que leur relation de phase par rapport à la came 3?, aux soupa- pes 30 et 31 et au ressort de contact 46 est telle que le contact est établi à ce ressort en même temps que s'opère l'ouverture de l'une ou l'autre des soupapes 30 ou 31 et est maintenu pendant tout le temps que l'une ou l'autre de ces soupapes est ouverte. De cette façon, lorsque l'un ou l'au- tre des brûleurs pilotes brûle, ou doit brûler, son moyen d'allumage fonctionne ou est en action.
Cela empêche qu'un brûleur pilote vienne à s'éteindre accidentellement et que du combustible soit gaspillé ou s'échappe pour causer des dommages.
Le robinet 12, dont il a été question ci-dessus, lorsqu'il est fermé (à la Fig. 1 il est représenté ouvert) interrompt la fourniture de combustible à la conduite de distribution 13 et éteintainsi celui des brûleurs princi- paux et le brûleur pilote y associé qui brûlent au moment où l'on ferme ce robinet, en même temps qu'il arrête le fonc tionnement du moteur 38, quelle que soit la portion du cycle qui a été accomplie au moment considéré. Quand on rouvre le
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robinet, le cycle reprend exactement au point où il s'est arrêté, de sorte que le brûleur, quel qu'il soit, qui brû- lait, est rallumé pour le restant de sa période de fonction- nement.
Le circuit desservant la bobine d'induction est fermé par l'interrupteur 49, monté pour être actionné, par la même poignée 51 qui commande le robinet 12,de façon que quand on ferme ce robinet on ouvre le circuit et vice versa.
Cela assure que, quand le robinet est fermé, toutes les flam- mes sont éteintes et le moyen d'allumage est mis hors d'ac- tion, de sorte qu'il n'y a aucun danger d'allumer des gaz inflammables qui peuvent être présents. Toutefois, dès qu'on manoeuvre la poignée 51 dans la direction opposée, le combus- tible arrive au moteur 38 et à tout brûleur qui pouvait brû- ler au moment où le moteur s'est arrêté et l'allumage reprend immédiatement, de sorte qu'après que le brûleur pilote a été allumé, il ouvre la soupape du brûleur principal y associé et allume ce brûleur principal.
En faisant usage d'une commande par brûleur pilote, comme cela a été décrit ci-dessus, on peut employer un mo- teur 38 très petit et ne consommant qu'une petite quantité de combustible qu'on peut;, si on le désire, laissas' échap- per à l'atmosphère, par le tuyau 55, sans qu'il en résulte une grosse perte. Les soupapes et les tuyaux pour les brû- leurs pilotes peuvent être très petits, à cause de la peti- te quantité de combustible qui a à y passer, et les soupa- pes 30 et 31 peuvent ainsi être actionnées par un moteur de contrôle, 38, de petites dimensions, d'un faible poids et d'un prix peu élevé.
Néanmoins, les brûleurs principaux peu- vent être aussi gros qu'on le désire et de très grandes sou- papes 18 et 19 peuvent être commandées par les moyens sensi- bles à la température. Cela réduit le coût de tout l'équipe- ment et lui donne une disposition plus ramassée. En même
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temps, cela assure un allumage plus certain des bréleurs principaux parce que, comme les brûleurs pilotes sont pe- tits, leur combustible peut être allumé plus facilement, par un dispositif d'allumage électrique, que ne pourraient l'être les brûleurs principaux, et les flammes des brûleurs pilotes assurent l'allumage des brûleurs principaux.
Le système de commande de brûleurs décrit dans ce mémoire a été étudié en particulier pour être employé dans une voiture ou camion automobile portant un appareil de réfrigération du type à adsorption. Les deux brûleurs représentés sont disposés pour chauffer alternativement les adsorbeurs afin de chasser les vapeurs adsorbées par eux et de les remettre en état pour une nouvelle adsorption. L'al- lumage électrique est facile à connecter à la batterie d'ac- cumulateurs de la voiture et le robinet d'arrêt et l'inter- rupteur combinés sont prévus à portée commode de l'opérateur, de sorte que celui-ci peut interrompre toutes flammes et étincelles lorsque, par exemple, la voiture est dans un ga- rage, ou se ravitaille en combustible ; cette façon, il n'y a aucun danger d'incendie.
On n'a représenté aucune par- tie de l'appareil de réfrigération, puisqu'il va sans dire que l'invention n'est pas limitée à cet égard mais est ap- plicable à la commande d'un type quelconque de brûleur ou de,brûleurs.
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"BURNER CONTROL SYSTEM"
The present invention consists of a burner control system and more particularly has for objects a mode and an apparatus for controlling fluid fuel burners.
One of its characteristics resides in an arrangement of burners, of a distribution of fuel and of ignition means, such that one or more burners can be made to operate intermittently, or successively and intermittently.
Another feature is that a main burner, an auxiliary or pilot burner and an ignition device are arranged so that at the start of a supply of fuel to the pilot burner it is available.
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The ignition device acts to ignite the fuel at this burner, all associated with means obeying the heat given off by the flame of the pilot burner to supply the main burner with fuel which the pilot flame will ignite.
Yet another characteristic of the invention resides in a system for automatically igniting and, successively, several main burners so that each of these burns for a predetermined period of time as well as in means for interrupting the operation of the burners, of their pilots and of all means of ignition, so that they may be brought back into action simultaneously to restore any portion of a period of incomplete combustion of any burner which has been extinguished by interrupting the operation of the various aforementioned devices.
In the accompanying drawing, which represents, simply by way of example, a single embodiment of the invention to which certain changes and modifications could be made without thereby derogating from the es- took from the invention which is therefore not strictly limited to this embodiment.
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Fig. 1 shows schematically the system and the parts by means of which the invention can be put into practice, and
Fig. 2 is a plane of the cam disc.
In various industrial installations, both stationary and portable, it is often desirable to provide heat, for certain fixed periods of time, and to have these periods repeat automatically at defined intervals or at controlled intervals. Sometimes it is desirable to heat various units or devices
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and heating them intermittently and successively.
The invention provides an apparatus for ensuring these results, as well as means by which the heating period can be stopped or interrupted, when desired, for safety purposes (for example, in the presence of flammable gases. ) by the operation of a single lever, and be taken up and terminated by an operation of this lever in the opposite direction.
In the drawing which for convenience of description shows a two-burner installation !: 10 denotes a pipe from a fluid fuel source (not shown), preferably under pressure. A pressure regulator 11 , of a conventional provision which ,. conch, serves to reduce the pressure to that suitable for the burners. The fuel passes from the pressure regulator, through a valve 12 (which in Figo 1 is shown open) to a distribution pipe 13 to which the main burners 14 and 15 are connected, respectively, by the pipes.
16 and 17.
Each pipe 16, 17 is provided with a valve 18,
19, normally held closed by any suitable means and capable of being opened by a pressure sensitive device, 20, 21, which may take the form of a cylindrical corrugated metal bellows of the type commonly referred to, in the United States under the name "sylphon" o Each bellows 20, 21, is connected by a pipe 22, 23 to a coil 24, 25 which contains a heat sensitive fluid. Although the burner valves 18, 19 can be operated in any way, they have been shown here, for convenience, as thermally controlled, i.e. acting under the action of temperature. .
Under normal temperature conditions, the fluid which is in the coils 24,25 is sufficiently contracted to allow the
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valves to remain closed; but on any significant rise in the temperature of the coils 24, 25, the fluid expands and the metal bellows open the valves.
Each main burner is provided with a pilot burner 26, 27, respectively, and these pilot burners are located, relative to the coils 24, 25, in such positions that each of them, when burning, heats its own. serpentine. However, these coils are mounted so as to be out of the heating range of the main burners.
Each pilot burner is supplied with fuel by means of a pipe, 28, 29, respectively, starting from the distribution line 13 and provided with a valve 30, 31, respectively. When either of the valves 30, 31 is open, the corresponding pilot burner can be ignited. Adjacent to each pilot burner is an expansive distance 32, 33, respectively, connected to suitable ignition means, so that a spark passes across the explosive distance to ignite the fuel exiting the burner. .
For convenience, there is shown in the present system, two burners which are arbitrarily represented as capable of burning alternately, each for a quarter of the time, leaving neither one nor the other burners lit. The control of the regulation over time is effected by means of a suitable motor 38, shown here as actuated by the expansion of the fuel which is supplied to the motor, through the distribution line 13, by means of the valve. pipe 34. This motor may advantageously be of the gas meter type or some similar type, capable of rotating the shaft 35 very slowly through a suitable gear train or otherwise, depending on whether we do it
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longed for.
This shaft carries at its upper end a cam disc 36 which has, on its underside, a circumferential cam 37 embracing an arc of substantially 90 (90 being an arbitrary number fixed for ease of explanation).
This cam 37 is arranged to act on the actuator of the valve 30 and of the valve 31, alternately, so as to keep each valve open while the shaft rotates 90 and to leave two intervals of 90 ° C. of shaft rotation, during which both valves are closed.
It is thus seen that this motor controls the burners and makes them operate because, when the cam 37 engages with the valve 30 and opens the latter (as shown in Fig. 1 where the valve 31 is , on the contrary, closed), the fuel exiting the pilot burner 26 will be ignited and the heat sensitive coil 24 will operate to open the valve 18 (as is also shown in Fig. 1 where the valve 19 is, on the contrary, closed), so that the fuel leaving the main burner 14 will be ignited by the flame of its pilot burner and will continue to burn until the cam 37 allows the valve 30 to close.
Shortly thereafter, the contraction of the fluid in the coil 24, due to the absence of the pilot burner flame, will allow the bellows 20 to close the valve 18 and thereby extinguish the main burner 14.
After a period corresponding to a rotation of substantially 90 of the cam disc 36, a similar sequence of like facts will occur at the other main burner and its dependencies.
The ignition system is of the electrical type and comprises the induction coil 40, the primary of which receives current from the battery 41 through the shaker switch 42 in the usual manner. The winder-
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The secondary element of the induction coil is connected, by wires 43, to explosive distances 32 and 33 which, as can be seen, are connected in series to operate simultaneously.
The circuit of the primary winding of the induction coil starts from the mass, at 44, and passes from a suitable point of the motor, through the cam disc 36, one of the cams 45 or 45 ', which this bears on its upper force, 'the contact spring 46, the wire 47, the battery 41, the primary winding, the shaker 42, the wire 48 and the switch 49, to return to the mass in 50.
Fig. 2 shows, in plan, the cam disc 36 which bears on its upper face the cams 45 and 45 ', each of which embraces an arc of substantially 90 and which are spaced 90 apart. These cams occupy a position such that their phase relation with respect to the cam 3?, To the valves 30 and 31 and to the contact spring 46 is such that contact is made to this spring at the same time as the operation takes place. opening of one or the other of the valves 30 or 31 and is maintained throughout the time that one or the other of these valves is open. In this way, when one or the other of the pilot burners burns, or must burn, its ignition means function or is in action.
This prevents a pilot burner from accidentally going out and fuel being wasted or escaping causing damage.
The valve 12, discussed above, when closed (in Fig. 1 it is shown open) interrupts the supply of fuel to the distribution line 13 and thus turns off that of the main burners and the pilot burner associated therewith which burn when this valve is closed, at the same time as it stops the operation of the motor 38, regardless of the portion of the cycle which has been completed at the time considered. When we reopen the
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tap, the cycle will resume exactly where it left off, so that whatever burner is burning is re-ignited for the remainder of its operating period.
The circuit serving the induction coil is closed by the switch 49, mounted to be actuated, by the same handle 51 which controls the valve 12, so that when this valve is closed the circuit is opened and vice versa.
This ensures that when the tap is closed all the flames are extinguished and the ignition means are switched off, so that there is no danger of igniting flammable gases which may be present. However, as soon as the handle 51 is moved in the opposite direction, fuel arrives at engine 38 and any burner which could burn when the engine stopped and ignition immediately resumes, so that after the pilot burner has been lit, it opens the valve of the associated main burner and ignites this main burner.
By making use of a pilot burner control, as described above, a very small motor 38 and consuming only a small amount of fuel can be employed, if desired. , allowed to escape to the atmosphere, through pipe 55, without causing a great loss. The valves and pipes for the pilot burners can be very small, due to the small amount of fuel that has to pass through them, and the valves 30 and 31 can thus be operated by a control motor, 38, small in size, light in weight and inexpensive.
However, the main burners can be as large as desired and very large valves 18 and 19 can be controlled by the temperature sensitive means. This reduces the cost of all the equipment and gives it a more compact layout. Same
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time, this ensures a more certain ignition of the main burners because, as the pilot burners are small, their fuel can be ignited more easily, by an electric ignition device, than the main burners could be, and the pilot burner flames ignite the main burners.
The burner control system described in this specification has been studied in particular for use in a car or motor vehicle carrying an adsorption type refrigeration apparatus. The two burners shown are arranged to alternately heat the adsorbers in order to expel the vapors adsorbed by them and to restore them to a new adsorption. The electric ignition is easily connected to the accumulator battery of the car and the combined shut-off valve and switch are provided within easy reach of the operator, so that the operator can interrupt all flames and sparks when, for example, the car is in a garage, or refueling; this way there is no danger of fire.
No part of the refrigeration apparatus has been shown, since it goes without saying that the invention is not limited in this respect but is applicable to the control of any type of burner or of burners.