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Appareil de chauffage au pétrole,
La présente invention concerne les appareils de chauffage dans lesquels des vapeurs de pétrole mélangées à de l'air, sont utilisées comme combustible.
Tous les appareils de chauffage de ce genre, actuel- lement en usage, présentent un foyer de combustion du pétrole ou brûleur d'une surface relativement réduite.
Ceci tient au fait que la combustion du pétrole sous forme de vapeurs, nécessite un chauffage préalable relativement intense du pétrole, afin d'éviter l'arrivée au brûleur de pétrole non vaporisé. Pour que le chauffage du pétrole ait lieu d'une manière efficace, il doit passer sous un volume relativement restreint à proximité de la source de
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chaleur qui doit le vaporiser et il ne suffit, par conséquent, pas, pour obtenir un agrandissement de la surface de chauffe, d'augmenter par exemple porportionnellement les dimensions des organes des appareils de chauffage actuellement en usage.
Il en résulterait un accroissement de la section d'écoule- ment du pétrole à l'endroit où celui-ci doit être transformé en vapeurs et des filets de pétrole, insuffisamment chauffés, pourraient se diriger vers le brûleur et donner ainsi naissan- ce à une combustion imparfaite, à des fumées ou des flammes fuligineuses.
Comme dans les appareils actuellement existants, la source de chaleur qui vaporise le pétrole est généralement constituée par le foyer de combustion lui-même, dont une partie des calories rayonnées sert au chauffage du pétrole avant que les vapeurs de pétrole formées, ne se mélangent à l'air en vue de la combustion, l'agrandissement des dimensions de ces appareils donnerait naissance à une plus grande arrivée de pétrole et celui-ci ne pourrait s'échauffer suffisamment pour donner naissance à des vapeurs à température suffisamment élevée.
La présente invention remédie à ces inconvénients et a pour but de procurer un appareil de chauffage au pétrole présentant une grande surface de chauffe et qui soit suscepti. ble de fonctionner das des conditions analogues à celles des appareils de chauffage au pétrole à petits brûleurs, c'est-à-dire à l'aide de vapeurs de pétrole portées à une tem- pérature suffisamment élevée pour que la combustion du pétrole ait lieu complètement sans production de fumée et avec une flamme bleue.
Dans ce but, l'appareil, objet de l'invention, est caractérisé en ce que le chauffage du pétrole servant de
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combustible est réalisé par la combustion d'un mélange de vapeurs de pétrole et d'air dérivé du circuit amenant ce mé- lange au foyer ou brûleur proprement dit.
Dans la réalisation pratique de l'invention, le mélange des vapeurs de pétrole et d'air, effectué suivant la manière ordinaire, débouche dans une chambre dont la paroi supérieure présente une large surface et est percée de trous pour la combustion du mélange. Celui-ci est réparti dans cet- te chambre par un diffuseur plein contre lequel il est proje- té.
Une partie du mélange est dérivée par des conduits prenant naissance dans la paroi inférieure de la chambre vers un brûleur auxiliaire prévu à l'intérieur d'un godet qui est disposé autour de la partie inférieure du vaporisateur habi- tuellement employé et qui sert en même temps de réservoir d'alcool pour la mise à feu de l'appareil,
Suivant une autre forme de réalisation, le mélange des vapeurs de pétrole et d'air arrive dans une chambre par la partie supérieure de celle-ci et débouche sous un réparti- teur constitué par une plaque perforée qui répartit unifor- mément les gaz à la partie supérieure de la chambre. La com- bustion a lieu dans des petits brûleurs percée chacun de nom- breux trous, et disposés de manière appropriée dans le cou- vercle supérieur de la chambre.
Le courant dérivé pour le chauffage du pétrole, prend naissance à la partie inférieure de la chambre sous les entrées du mélange combustible dans la chambre.
Les dessins ci-joints montrent deux exemples de réalisation d'un appareil de chauffage au pétrole établi sui- vant l'invention.
La figure 1 est une vue en élévation de côté d'un appareil de ce genre.
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La figure 2 est la vue en élévation de face.
La figure 3 est la vue en plan.
La figure 4 représente une coupe pratiquée par le plan IV-IV de la figure 3.
La figure 5 montre une coupe verticale par l'axe du godet à alcool.
La figure 6 montre une vue en élévation de côté d'une autre forme de réalisation d'un appareil de chauffage.
La figure 7 en est la vue en plan agrandie.
La figure 8 est une coupe dans la tête de l'appa- reil par le plan VIII-VIII de la figure 7.
Comme le montrent ces figures, l'appareil se com- pose d'un vaporisateur 1 pour le pétrole amené par un con- duit 2 et à l'intérieur duquel est disposée une aiguille de mélange 3 de genre connu, manoeuvrée par une poignée 4. Une vis 5 sert à fixer le vaporisateur dans son organe de sup- port.
Le vaporisateur 1 est surmonté d'un raccord 6 auquel sont fixés deux éléments de tube 7 et 8 ouverts à leurs extrémités. Ce raccord sert de chambre de mélange des vapeurs de pétrole produites dans le vaporisateur 1 avec l'air pénétrant dans les tubes 7 et 8. L'introduction d'air peut être réglée par des obturateurs coniques 9 mon- tés sur un axe 10 passant dans un oeillet fileté 11 relié par des bras 12 à un collier 13 fixé sur l'extrémité de chaque élément de tube 7 et 8 (figure 2) . Chaque obturateur conique 9 est manoeuvré par une molette 14 fixée à l'extré- mité de l'axe 10.
Suivant une première forme de réalisation (figu res 1 à 5) le raccord 6 est relié par un bout de tube 15 à une chambre 16 formée par la réunion d'un plateau rectan- gulaire 17 (à parole légèrement inclinées vers le tube 15 qui débouche dans l'axe de ce plateau) et d'une tête 18
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-fixée par boulons ou vis 19 au plateau 17 avec interposition d'un joint 20. La paroi supérieure de cette tête forme des ondulations linéaires présentant des fonds 21 et des arêtes 22 parallèles. Elle est percée de nombreux trous 23 par les- quels s'échappe le mélange des vapeurs et d'air admis dans la chambre, mélange qui est ensuite enflammé de façon à donner naissance à la nappe de flammes du brûleur.
Afin d'assurer une répartition convenable du mélan ge dans la chambre 16, le jet de gaz sortant du bout de tube 15 est brisé par un couvercle en tôle ou diffuseur 24, monté sur des lamelles métalliques 25 fixées à un collier 26 en- tourant l'extrémité de ce bout de tube 15.
A la partie inférieure du vaporisateur 1 et entou- rant celui-ci, se trouve un godet 27 destiné à recevoir l'al- cool à brûler pour la mise à feu de l'appareil. Ce godet contient une mèche d'amiante 28 et renferme, en outre, confor- mément à l'invention, une chambre annulaire 29 percée d'ou- vertures 30 à sa partie supérieure, et dans laquelle débou- chent deux conduits 31 et 32 raccordée, d'autre part, au pla- teau rectangulaire 17, c'est-à-dire débouchant dans la cham- bre 16.
Enfin, pour assurer un parfait fonctionnement de l'appareil et éviter notamment qu'il ne fume au moment de l'extinction par suite de la distillation des vapeurs de pétrole, un robinet de vidange 33 d'un genre quelconque est placé sur le conduit 2 à coté du robinet d'obturation 34.
Suivant une autre forme de réalisation et en vue d'éviter un échauffement trop intense de la surface de chauf- fage ainsi que de régler l'arrivée des vapeurs de pétrole aux brûleurs, la chambre 16, de préférence de forme ronde, est divisée en deux parties par un répartiteur 35 disposé hori- zontalement et qui est constitué par une tôle perforée de nom- @
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breux trous 36 de diamètre à peu près égal à celui de la cham- bre elle-même. Ce répartiteur 35 repose sur le fond 37 de la chambre par des pieds 38. Il est percé de trois ouvertures 39, 40 et 41 pour permettre le pasaage d'un conduit 42 constituant le prolongement du vaporisateur 1 et du tube 15 et qui se di. vise en deux conduits descendants 43 et 44.
Ces deux conduits 43 et 44 s'arrêtent sous le niveau du répartiteur 35 en vue de diriger les gaz de pétrole sous ce répartiteur. Ils débouchent au-dessus des conduits 31 et 32 qui dirigent une partie des gaz vers le godet 27.
Le couvercle 45 est percé d'ouvertures qui reçoivent des douilles 46 dans lesquelles sont engagée des brûleurs 47 percée d'ouvertures à leur face supérieure.
Afin d'augmenter encore la vaporisation du pétrole, celui-ci est amené, à la base du vaporisateur 1, dans un ser- pentin 48 placé autour de ce vaporisateur 1 au-dessus du go- det 27.
L'appareil ainsi construit fonctionne de la manière suivante.
La mise à feu de l'appareil de chauffage est effec- tuée de la manière ordinaire en versant et brûlant une cer- taine quantité d'alcool dans le godet 27, La chaleur dégagée échauffe le vaporisateur 1 ainsi que le serpentin 48, ce qui donne naissance à des vapeurs de pétrole qui pénètrent à l'in- térieur du raccord 6 où elles se mélangent à l'air nécessaire pour la combustion, amené dans ce raccord par les éléments de tubes 7 et 8.
Le mélange est dirigé ainsi dans le tube 15 et débou- che à l'intérieur de la chambre 16 où, dans le cas des figures 1 à 5, il est réparti par le diffuseur 24. Ce mélange emplit la chambre 16 et s'échappe en brûlant, par les ouvertures 23 de la tête 18, en un grand nombre de petites flammes très chau-
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des réparties sur toute la surface de la paroi supérieure de cette tête 18 réalisant ainsi une grande surface de chauffe.
Dans le cas des figures 6 à 8, le mélange monte dans le conduit 42 se divise en deux parties et débouche dans la chambre 16 par les conduits descendants 43 et 44. Il emplit la chambre sous le répartiteur 35. traverse celui-ci et se dirige vers les brûleurs 47 où il se consume en un grand nombre de foyers séparés répartis sur toute la surface du cou- vercle 45.
Une partie du mélange de vapeurs de pétrole et d'air, qui a pénétré dans la chambre 16, est dirigée par les conduite 31 et 32 jusque dans la chambre annulaire 29 située à l'intérieur du godet 27. Le mélange de vapeurs de pétrole et d'air qui emplit, au bout d'un certain temps, cette cham- bre annulaire 29 s'éohappe par les ouvertures 30 et s'enflamw me au contact de la flamme d'alcool donnant ainsi naissance à des flammes très chaudes qui, lorsque l'alcool versé dans le godet 27 est épuisé, jouent le même rôle de source de chaleur pour la vaporisation du pétrole que celui des flammes prove- nant de la combustion de l'alcool.
Le filet de pétrole qui s'écoule dans le vaporisa- teur 1 de section relativement faible, est ainsi échauffé d'une manière intense et donne naissance à des vapeurs de pé- trole qui brûlent parfaitement sans odeur, ni fumée, ni flam.. mes fuligineuses.
La concentration de la chaleur produite par la com- bustion du mélange autour du vaporisateur 1 permet de chauffer intensément une assez grande quantité de pétrole, d'éviter la formation de filets de pétrole insuffisamment chauffés, d'ob- tenir, par conséquent, des températures élevées, des vapeurs de pétrole et de réaliser ainsi une répartition de ces vapeurs, portées à haute température et mélangées à l'air nécessaire à
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leur combustion, sur une grande surface de chauffe, ce qui n'a pu être fait jusqu'à présent par le chauffage indirect des vapeurs de pétrole qui, dans les appareils actuellement en usage, s'échauffent uniquement par leur passage à proxi- mité du foyer proprement dit, c'est-à-dire près du bec ou brûleur où se fait la combustion du mélange.
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Petroleum heater,
The present invention relates to heating devices in which petroleum vapors mixed with air are used as fuel.
All such heaters now in use have a relatively small area for oil combustion or burner.
This is due to the fact that the combustion of petroleum in the form of vapors requires relatively intense preliminary heating of the petroleum, in order to avoid the arrival at the burner of unvaporized petroleum. For the heating of oil to take place in an efficient manner, it must pass under a relatively small volume near the source of oil.
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heat which must vaporize it and it is therefore not sufficient, in order to obtain an enlargement of the heating surface, to increase, for example, proportionally the dimensions of the members of the heating devices currently in use.
The result would be an increase in the flow section of the oil at the point where it is to be transformed into vapors and oil streams, insufficiently heated, could move towards the burner and thus give rise to imperfect combustion, to sooty fumes or flames.
As in the currently existing devices, the heat source which vaporizes the oil is generally constituted by the combustion chamber itself, part of the radiated calories of which is used for heating the oil before the oil vapors formed, mix with it. air for combustion, the enlargement of the dimensions of these devices would give rise to a greater inflow of petroleum and the latter could not heat up sufficiently to give rise to vapors at a sufficiently high temperature.
The present invention overcomes these drawbacks and aims to provide an oil-fired heater having a large heating surface and which is susceptible. able to operate under conditions analogous to those of small-burner petroleum heaters, that is, with petroleum vapors brought to a temperature sufficiently high for combustion of the petroleum to take place completely smoke free and with a blue flame.
For this purpose, the apparatus, object of the invention, is characterized in that the heating of the oil serving as
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The fuel is produced by the combustion of a mixture of petroleum vapors and air derived from the circuit bringing this mixture to the hearth or burner proper.
In the practical embodiment of the invention, the mixture of oil vapors and air, carried out in the ordinary manner, opens into a chamber, the upper wall of which has a large surface area and is pierced with holes for the combustion of the mixture. This is distributed in this chamber by a solid diffuser against which it is projected.
Part of the mixture is diverted through conduits originating in the lower wall of the chamber to an auxiliary burner provided inside a cup which is arranged around the lower part of the vaporizer usually employed and which is also used. alcohol tank time for firing the device,
According to another embodiment, the mixture of petroleum vapors and air enters a chamber via the upper part of the latter and opens out under a distributor formed by a perforated plate which distributes the gases uniformly at the bottom. upper part of the room. The combustion takes place in small burners each pierced with numerous holes, and suitably disposed in the upper cover of the chamber.
The by-pass stream for heating the petroleum originates at the bottom of the chamber under the inlets for the combustible mixture in the chamber.
The accompanying drawings show two exemplary embodiments of a petroleum heating apparatus constructed according to the invention.
Figure 1 is a side elevational view of such an apparatus.
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Figure 2 is the front elevational view.
Figure 3 is the plan view.
FIG. 4 represents a section taken by the plane IV-IV of FIG. 3.
Figure 5 shows a vertical section through the axis of the alcohol cup.
Figure 6 shows a side elevational view of another embodiment of a heater.
Figure 7 is the enlarged plan view.
FIG. 8 is a section through the head of the apparatus taken on plane VIII-VIII of FIG. 7.
As shown in these figures, the apparatus consists of a vaporizer 1 for petroleum supplied by a pipe 2 and inside which is disposed a mixing needle 3 of known type, operated by a handle 4. A screw 5 serves to fix the vaporizer in its support member.
The vaporizer 1 is surmounted by a connector 6 to which are fixed two tube elements 7 and 8 open at their ends. This connection serves as a chamber for mixing the petroleum vapors produced in the vaporizer 1 with the air entering the tubes 7 and 8. The air introduction can be regulated by conical valves 9 mounted on a shaft 10 passing through. in a threaded eyelet 11 connected by arms 12 to a collar 13 fixed to the end of each tube element 7 and 8 (Figure 2). Each conical shutter 9 is operated by a wheel 14 fixed to the end of the axis 10.
According to a first embodiment (figs 1 to 5) the connector 6 is connected by a tube end 15 to a chamber 16 formed by the union of a rectangular plate 17 (with floor slightly inclined towards the tube 15 which opens in the axis of this plate) and a head 18
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-fixed by bolts or screws 19 to the plate 17 with the interposition of a seal 20. The upper wall of this head forms linear corrugations having bottoms 21 and edges 22 parallel. It is pierced with numerous holes 23 through which the mixture of vapors and air admitted into the chamber escapes, a mixture which is then ignited so as to give rise to the sheet of flames of the burner.
In order to ensure a suitable distribution of the mixture in the chamber 16, the gas jet leaving the end of the tube 15 is broken by a sheet cover or diffuser 24, mounted on metal strips 25 fixed to a surrounding collar 26. the end of this end of tube 15.
At the lower part of the vaporizer 1 and surrounding it, there is a cup 27 intended to receive the alcohol to be burned for the firing of the apparatus. This cup contains an asbestos wick 28 and also contains, in accordance with the invention, an annular chamber 29 pierced with openings 30 at its upper part, and into which two conduits 31 and 32 open. connected, on the other hand, to the rectangular plate 17, that is to say opening into the chamber 16.
Finally, to ensure perfect operation of the device and in particular to prevent it from smoking when it is extinguished following the distillation of the petroleum vapors, a drain valve 33 of any kind is placed on the pipe. 2 next to the shut-off valve 34.
According to another embodiment and with a view to avoiding too intense heating of the heating surface as well as to regulating the arrival of petroleum vapors to the burners, the chamber 16, preferably of round shape, is divided into two parts by a distributor 35 arranged horizontally and which is constituted by a perforated sheet of name- @
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there are several holes 36 of diameter approximately equal to that of the chamber itself. This distributor 35 rests on the bottom 37 of the chamber by feet 38. It is pierced with three openings 39, 40 and 41 to allow the pasaage of a duct 42 constituting the extension of the vaporizer 1 and of the tube 15 and which is divided . aims in two descending conduits 43 and 44.
These two conduits 43 and 44 stop below the level of the distributor 35 in order to direct the petroleum gases under this distributor. They open above the conduits 31 and 32 which direct part of the gas towards the bucket 27.
The cover 45 is pierced with openings which receive sockets 46 in which are engaged the burners 47 pierced with openings on their upper face.
In order to further increase the vaporization of the petroleum, the latter is brought, at the base of the vaporizer 1, into a serpentine 48 placed around this vaporizer 1 above the taste 27.
The apparatus thus constructed operates in the following manner.
The heater is fired in the usual way by pouring and burning a certain quantity of alcohol in well 27. The heat given off heats the vaporizer 1 as well as the coil 48, which gives rise to petroleum vapors which penetrate inside the connector 6 where they mix with the air necessary for combustion, brought into this connector by the tube elements 7 and 8.
The mixture is thus directed into the tube 15 and emerges inside the chamber 16 where, in the case of Figures 1 to 5, it is distributed by the diffuser 24. This mixture fills the chamber 16 and escapes. by burning, through the openings 23 of the head 18, in a large number of small very hot flames
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distributed over the entire surface of the upper wall of this head 18 thus providing a large heating surface.
In the case of Figures 6 to 8, the mixture rises in the duct 42 is divided into two parts and opens into the chamber 16 through the descending ducts 43 and 44. It fills the chamber under the distributor 35. passes through the latter and is directs towards the burners 47 where it is consumed in a large number of separate hotplates distributed over the entire surface of the cover 45.
Part of the mixture of petroleum vapors and air, which has entered the chamber 16, is directed through the pipes 31 and 32 into the annular chamber 29 situated inside the cup 27. The mixture of petroleum vapors and air which fills, after a certain time, this annular chamber 29 escapes through the openings 30 and ignites on contact with the alcohol flame thus giving rise to very hot flames which , when the alcohol poured into the cup 27 is exhausted, play the same role of heat source for the vaporization of the petroleum as that of the flames coming from the combustion of the alcohol.
The stream of petroleum which flows into the vaporizer 1 of relatively small cross-section is thus heated intensely and gives rise to petroleum vapors which burn perfectly without odor, smoke or flame. my sooty.
The concentration of the heat produced by the combustion of the mixture around the vaporizer 1 makes it possible to heat a fairly large quantity of oil intensely, to avoid the formation of insufficiently heated oil streams, to obtain, consequently, high temperatures, petroleum vapors and thus achieve a distribution of these vapors, brought to high temperature and mixed with the air necessary for
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their combustion, over a large heating surface, which has not been possible until now by the indirect heating of the petroleum vapors which, in the devices currently in use, are heated only by their passage in the vicinity the fireplace itself, that is to say near the burner or burner where the mixture is burned.