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Dispositif de carburation pour toutes applications mais plus spécialement pour combustion continue en vase clos.
Dans un moteur à combustion interne, l'air, néces- saire à la pulvérisation et à la combustion, est aspiré par le cylindre moteur. Cet air, dans son passage à travers le carburateur, se mélange avec le carburant en le pulvérisant dans un rapport bien déterminé et nécessaire à une bonne combustion. Il n'est donc' pas absolument nécessaire, en marche normale, d'avoir recours à des appareils spéciaux pour fournir le comburant. Lorsqu'il s'agit, par contre, de produire une combustion continue, comme c'est le cas dans le chauffage, au moyen de combustibles liquides ou gazeux, il faut avoir re- cours à un ventilateur ou compresseur pour insuffler l'air nécessaire à la pulvérisation ou au mélange du combustible et à l'amorce de la combustion. Un appoint d'air atmosphérique est en général nécessaire pour réaliser une bonne combustion.
Cet
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appoint est fourni par de l'air dont le débit est réglable par des registres déplacés par le chauffeur ou automatiquement par des dispositifs appropriés. Sans cet appoint, les brûleurs ordinaires s'éteignent. Il est évident que, quelle que soit la précision de ces dispositifs, on n'arrive pas à un dosage automatique tel qu'il est réalisé par les carburateurs dans les moteurs à combustion interne à toutes les allures du moteur, où le mélange est toujours homogène.
La présente invention a pour objet principal un carburateur pour toutes applications, mais plus spécialement pour combustion continue, produisant un mélange homogène à tou- tes les allures du chauffage, depuis la combustion en veilleu- se jusqu'au chauffage le plus intense sans aucune contribu- tion de l'air atmosphérique en dehors de l'air fourni par le ventilateur. L'air fourni par le ventilateur sert, non seule- ment à pulvériser le combustible, mais aussi à sa combustion complète.
Le carburateur, suivant l'invention, se caractérise principalement en ce qu'il comporte un tiroir ou obturateur mobile contrôlant simultanément et en sens inverses la sec- tion de passage de l'air primaire d'entraînement du combus- tible et la section de passage de l'air additionnel, la posi- tion de l'obturateur étant fonction de la pression au ventila- teur d'alimentation.d'air.
L'invention se caractérisé en outre en ce que l'ali- mentation en combustible a lieu à pression égale, à chaque instant, sur le combustible en réservoir fermé et à l'orifice du brûleur, cette égalité de la pression étant obtenue, de préférence, en reliant la canalisation d'air du ventilateur au réservoir de combustible.
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Les moyens pour déplacer l'obturateur en fonction de la pression du ventilateur sont constitués par un piston mo- bile dans un cylindre et soumis, sur une face, à l'action d'un ressort et, sur son autre face, à la pression d'air au ventilateur, ce piston étant relié cinématiquement à l'obtura- teur.
L'obturateur présente une forme annulaire dans laquel- le est engagée la buse d'admission du combustible, la paroi interne de cet obturateur, dans la région de sortie de la bu- se, étant convergente dans le sens de l'écoulement du combus- tible et de l'air.
L'obturateur, qui est guidé par des ailettes dans le corps de l'appareil, pour constituer un espace de circulation de l'air additionnel, est pourvu, dans la région de sa paroi interne convergente, d'une paroi externe tronconique qui con- verge dans le même sens que la précédente et susceptible de s'appliquer sur une partie tronconique correspondante du corps.
La buse est réglable en position pour modifier ini- tialement la section de passage de l'air primaire circulant autour du jet de combustible de manière à modifier la vitesse d'écoulement de cet air.
Une tige, dont l'extrémité contrôle la section de sortie de la buse, peut être réglée en position pour modifier la section d'écoulement de ce combustible.
L'invention s'étend encore à d'autres points parti- culiers qui apparattront dans le texte suivant fait en réfé- rence au dessin annexé, donné à titre d'exemple seulement, dans lequel:
La figure 1 est une élévation d'ensemble avec coupe faite suivant 1-1 de la figure 2.
La figure 8 est une coupe faite suivant II-II de la figure 1.
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La figure 3 est une élévation d'ensemble correspon- dant à la figure 1, avec coupe faite suivant III -III de la figure 4.
La figure 4 est un plan correspondant à la figure 3.
La figure 5 est une coupe partielle de face faite sui- vant V-V de la figure 3, la buse mobile et la tige de distri- bution du combustible étant enlevées.
L'appareil, représenté à titre d'exemple seulement, est constitué par un corps en deux parties principales 1 et 2 juxtaposées suivant les brides la et 2a et réunies par des boulons. Une buse mobile 4, montée dans une partie tubulaire 2b de la partie 2 et guidée dans une pièce 4a, est pourvue d'une gorge périphérique hélicoïdale 4b, dans laquelle est engagé un ergot 3a constitué par l'extrémité d'une vis 3 montée dans la partie tubulaire 2b du corps 2. Sur l'extrémi- té inférieure du corps tubulaire de la buse 4, est fixée une couronne moletée 4c dont le déplacement angulaire provoque, grâce à la gorge 4b et à l'ergot fixe 3a, le déplacement hé licoïdal de la buse 4 et par suite le réglage en translation de l'extrémité de celle-ci.
Le distributeur de combustible est constitué par une tige 5 disposée dans la buse tubulaire 4 et vissée dans celle-ci en 5a, le déplacement angulaire d'un organe de réglage 5b, fixé rigidement sur la tige 5, assurant le déplacement de cette tige dans la buse 4. La tige 5, dont la section en 5c est établie pour constituer des canaux de circulation du combustible présente, à sa partie supérieure, la forme d'un cône 16 dont la grande base a un diamètre en principe égal au diamètre de la chambre axiale ménagée dans la buse 4.
Dans le corps 1 peut se déplacer en translation un obturateur 6 pourvu périphériquement et latéralement de canne-
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lures 6a droites ou hélicoïdales, cet obturateur étant guidé dans la paroi cylindrique interne du corps 1 par la périphé- rie des nervures 6b limitant les cannelures 6a. Cet obtura- teur 6 comporte une partie tronconique 6c. qui peut s'appli- quer exactement contre une partie tronconique ld du corps 1.
L'extrémité de sortie de la buse 4 est engagée dans l'obtura- teur 6 sur lequel est fixé le guide 4a. La paroi interne de l'obturateur présente une partie cylindrique 6d et une partie convergente 6e engendrée par une courbe, convexe vers l'in- térieur, se déplaçant sur une directrice circulaire. Le dé- placement en translation de l'obturateur peut être réalisé à l'aide de tous moyens appropriés. Dans l'exemple représen- té, on utilise une fourche 7 dont les branches sont engagées dans des chapes 8, solidaires de l'obturateur 6 et articulées dans ces chapes par l'intermédiaire d'axes 8a. La fourche 7 est fixée rigidement sur un arbre 9 qui traverse un presse- étoupe 9a comme indiqué plus spécialement à la figure 2, cet arbre étant déplacé angulairement par l'intermédiaire d'un levier 10 solidarisé angulairement avec cet arbre.
Un cylindre 11, venu de fonderie avec le corps 1, ou rapporté sur ce dernier, est pourvu intérieurement d'un piston 12 soumis, dans une direction, à l'action d'un res- sort 18, le piston étant relié par une biellette 13 au le- vier 10.
L'air, envoyé par un ventilateur, non représenté, pénètre dans le sens de la flèche F, à l'intérieur du corps 2. Le combustible, amené par la canalisation 14, arrive dans la chambre annulaire 15 et, à travers des trous 15a pratiqués dans le corps de la buse mobile 4, s'écoule à l'intérieur de celle-ci, d'ou il sort par le faible espace annulaire limité par l'extrémité interne de la buse et la
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partie conique 16 du distributeur. Le réglage de cette sec- tion annulaire est effectué en agissant sur l'organe 5b qui assure le déplacement de la tige 5 de distribution.
L'air s'engageant dans l'espace annulaire, limité par la paroi interne de l'obturateur 6 et la paroi externe de la buse 4, se déplace, dans le convergent 6e entourant l'extrémité de sortie de cette buse, à une vitesse suffisante pour réaliser la succion du combustible. Le mélange (air et combustible) sort par l'ouverture 17.
Lorsque l'obturateur 6 est dans sa position haute maximum, la partie conique 6c vient s'appliquer contre la partie conique correspondante ld et l'air ne peut passer qu'à l'intérieur de l'obturateur pour sécouler en mélange avec le combustible, à travers l'ouverture 17 comme précédemment indiqué. Si l'obturateur 6 s'abaisse, la section annulaire diminue autour de la buse mobile 4 mais l'air peut passer entre l'obturateur 6 et le corps 2, les parties tronconiques
6c et 1d ménageant entre elles un espace suffisant pour l'écoulement de l'air. Cette disposition permet d'obtenir un mélange parfait et homogène à toutes les allures de la combustion.
Il est évident que l'allure de la combustion est fonction du volume d'air envoyé par le ventilateur. Or, si ce volume augmente et si l'obturateur 6 est fermé par appli- cation de la partie tronconique 6c contre la partie corres- pondante ld, le débit de l'air à l'intérieur de l'obturateur augmente. Cette augmentation de débit provoque une augmenta- tion de la vitesse de l'air autour de la buse, ce qui provo- que une succion plus importante du combustible et par suite une augmentation de richesse du combustible. En vue d'éviter ,cet inconvénient et pour conserver la même richesse du mélange,
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à chaque augmentation du débit d'air envoyé par le ventilateur correspond un déplacement de l'obturateur et, par suite, une augmentation de la section annulaire limitée par les parties tronconiques 6c et ld.
L'accélération et le ralentissement du ventilateur provoquent le déplacement de l'obturateur 6 de manière à modifier le débit de l'air additionnel s'écoulant entre l'ob- turateur et le corps 1. Malgré les variations du débit de l'air envoyé par le ventilateur, on obtient sensiblement un mélange constant.
En vue de réaliser automatiquement le déplacement de l'obturateur 6, pour obtenir précisément la constance du mélange à tous les régimes de la combustion, la face supé- rieure du piston 12 est soumise, en permanence, par l'intermé- diaire d'une conduite 19 de dérivation du circuit d'air du ventilateur, à la pression de l'air débité par ce ventilateur.
Dès que la pression du circuit d'ait augmente, le piston 12 se déplace en antagonisme à l'action du ressort 18 et, par l'in- termédiaire de la biellette 13, du levier 10 et de l'arbre 9, agit sur la fourche 7 commandant les déplacements de 1'ob- turateur 6, de manière à abaisser celui-ci pour augmenter la section de passage de l'air additionnel tout en diminuant la section de l'air primaire de succion du combustible. A cha- que variation de l'allure du ventilateur correspond ainsi un déplacement du piston 12 et, par suite, une nouvelle posi- tion de ce piston et de l'obturateur 6.
Suivant l'invention, l'alimentation en combustible n'a lieu ni à niveau constant,ni à pression constante, mais à pression égale à chaque instant sur le combustible en réser- voir fermé et à l'orifice du brûleur.
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A cet effet, le réservoir à combustible (non repré- senté) qui alimente le conduit à combustible 14, est raccordé au conduit d'arrivée de l'air de combustion.
Comme indiqué précédemment, l'air qui pénètre dans le carburateur est divisé en deux circuits, le premier cir- cuit ou circuit d'air primaire entoure le jet d'admission du combustible et le second circuit ou circuit d'air additionnel rejoint le circuit de l'air primaire après le mélange de ce- lui-ci avec le combustible. La vitesse de l'air autour du jet de combustible est modifiée: - par la vitesse du ventilateur, - par la variation de l'espace annulaire de circu- lation de l'air primaire autour du jet du combustible.
Lorsque le tiroir descend, l'espace autour du jet diminue,la vitesse d'écoulement dans cet espace augmente, la quantité d'air additionnel augmente également, de sorte que la teneur du mélange ne varie pas. Avec ce dispositif, on assure une carburation homogène à toutes les allures de la combustion grâce au déplacement automatique du tiroir.
Le carburateur décrit et représenté n'est donné ici qu'à titre indicatif et non limitatif. Toutes variantes, qui mettent en oeuvre les caractéristiques principales, restent comprises dans le cadre de la présente invention.
**ATTENTION** fin du champ DESC peut contenir debut de CLMS **.
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Carburation device for all applications but more especially for continuous combustion in a closed vessel.
In an internal combustion engine, the air required for atomization and combustion is sucked in by the engine cylinder. This air, in its passage through the carburetor, mixes with the fuel by atomizing it in a well-determined ratio necessary for good combustion. It is therefore not absolutely necessary, in normal operation, to have recourse to special apparatus to supply the oxidizer. When it comes, on the other hand, to produce continuous combustion, as is the case in heating, by means of liquid or gaseous fuels, it is necessary to have recourse to a fan or compressor to blow the air necessary for atomizing or mixing the fuel and initiating combustion. Additional atmospheric air is generally necessary to achieve good combustion.
This
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make-up is supplied by air, the flow rate of which is adjustable by registers moved by the driver or automatically by appropriate devices. Without this back-up, ordinary burners go out. It is obvious that, whatever the precision of these devices, one does not arrive at an automatic proportioning as it is carried out by the carburettors in the internal combustion engines at all the speeds of the engine, where the mixture is always homogeneous.
The main object of the present invention is a carburetor for all applications, but more especially for continuous combustion, producing a homogeneous mixture at all rates of heating, from the combustion in standby to the most intense heating without any contribution. - tion of atmospheric air apart from the air supplied by the fan. The air supplied by the blower is used not only to atomize the fuel, but also for its complete combustion.
The carburetor, according to the invention, is characterized mainly in that it comprises a slide or movable shutter controlling simultaneously and in reverse directions the passage section of the primary air driving the fuel and the section of. passage of additional air, the position of the shutter depending on the pressure in the air supply fan.
The invention is further characterized in that the supply of fuel takes place at equal pressure, at all times, on the fuel in the closed tank and at the orifice of the burner, this equality of pressure being obtained, from preferably by connecting the air duct from the fan to the fuel tank.
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The means for moving the shutter as a function of the pressure of the fan consist of a piston movable in a cylinder and subjected, on one side, to the action of a spring and, on its other side, to the pressure. air to the fan, this piston being kinematically connected to the shutter.
The shutter has an annular shape in which the fuel inlet nozzle is engaged, the internal wall of this shutter, in the outlet region of the nozzle, being convergent in the direction of flow of the fuel. - tible and air.
The shutter, which is guided by fins in the body of the apparatus, to constitute an additional air circulation space, is provided, in the region of its converging internal wall, with a frustoconical external wall which con - rod in the same direction as the previous one and capable of applying to a corresponding frustoconical part of the body.
The nozzle is adjustable in position to initially modify the passage section of the primary air circulating around the fuel jet so as to modify the flow speed of this air.
A rod, the end of which controls the outlet section of the nozzle, can be adjusted in position to modify the flow section of this fuel.
The invention also extends to other particular points which will appear in the following text made with reference to the appended drawing, given by way of example only, in which:
Figure 1 is an overall elevation with section taken along 1-1 of Figure 2.
Figure 8 is a section taken along II-II of Figure 1.
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FIG. 3 is an overall elevation corresponding to FIG. 1, with section taken along III -III of FIG. 4.
Figure 4 is a plan corresponding to Figure 3.
Figure 5 is a partial front section taken along V-V of Figure 3 with the movable nozzle and fuel delivery rod removed.
The apparatus, shown by way of example only, consists of a body in two main parts 1 and 2 juxtaposed along the flanges 1a and 2a and joined by bolts. A movable nozzle 4, mounted in a tubular part 2b of part 2 and guided in a part 4a, is provided with a helical peripheral groove 4b, in which is engaged a lug 3a consisting of the end of a screw 3 mounted in the tubular part 2b of the body 2. On the lower end of the tubular body of the nozzle 4 is fixed a knurled ring 4c, the angular displacement of which causes, thanks to the groove 4b and the fixed lug 3a, the heloidal displacement of the nozzle 4 and consequently the translational adjustment of the end thereof.
The fuel distributor consists of a rod 5 arranged in the tubular nozzle 4 and screwed into the latter at 5a, the angular displacement of an adjusting member 5b, rigidly fixed on the rod 5, ensuring the displacement of this rod in the nozzle 4. The rod 5, whose section at 5c is established to constitute fuel circulation channels has, at its upper part, the shape of a cone 16 whose large base has a diameter in principle equal to the diameter of the axial chamber formed in the nozzle 4.
In the body 1 can move in translation a shutter 6 provided peripherally and laterally with a rod.
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Straight or helical lures 6a, this shutter being guided in the internal cylindrical wall of the body 1 by the periphery of the ribs 6b limiting the grooves 6a. This shutter 6 comprises a frustoconical part 6c. which can be applied exactly against a frustoconical part ld of the body 1.
The outlet end of the nozzle 4 is engaged in the shutter 6 on which the guide 4a is fixed. The internal wall of the shutter has a cylindrical part 6d and a converging part 6e generated by a curve, convex inwardly, moving on a circular directrix. The translational movement of the shutter can be achieved using any appropriate means. In the example shown, a fork 7 is used, the branches of which are engaged in yokes 8, integral with the shutter 6 and articulated in these yokes by means of pins 8a. The fork 7 is rigidly fixed to a shaft 9 which passes through a stuffing box 9a as indicated more specifically in FIG. 2, this shaft being displaced angularly by means of a lever 10 secured angularly with this shaft.
A cylinder 11, produced from the foundry with the body 1, or attached to the latter, is provided internally with a piston 12 subjected, in one direction, to the action of a spring 18, the piston being connected by a link 13 to lever 10.
The air, sent by a fan, not shown, enters in the direction of the arrow F, inside the body 2. The fuel, brought by the pipe 14, arrives in the annular chamber 15 and, through holes 15a formed in the body of the mobile nozzle 4, flows inside the latter, from where it exits through the small annular space limited by the internal end of the nozzle and the
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conical part 16 of the distributor. This annular section is adjusted by acting on the member 5b which ensures the movement of the dispensing rod 5.
The air entering the annular space, limited by the internal wall of the shutter 6 and the external wall of the nozzle 4, moves, in the convergent 6e surrounding the outlet end of this nozzle, at a speed sufficient to achieve fuel suction. The mixture (air and fuel) exits through opening 17.
When the shutter 6 is in its maximum high position, the conical part 6c comes to rest against the corresponding conical part ld and the air can pass only inside the shutter to flow out mixed with the fuel. , through the opening 17 as previously indicated. If the shutter 6 is lowered, the annular section decreases around the mobile nozzle 4 but the air can pass between the shutter 6 and the body 2, the frustoconical parts
6c and 1d leaving between them sufficient space for the flow of air. This arrangement makes it possible to obtain a perfect and homogeneous mixture at all stages of combustion.
It is obvious that the rate of combustion is a function of the volume of air sent by the fan. Now, if this volume increases and if the shutter 6 is closed by applying the frustoconical part 6c against the corresponding part 1d, the air flow rate inside the shutter increases. This increase in flow rate causes an increase in the speed of the air around the nozzle, which causes greater suction of the fuel and consequently an increase in the richness of the fuel. In order to avoid this drawback and to keep the same richness of the mixture,
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to each increase in the air flow sent by the fan corresponds a displacement of the shutter and, consequently, an increase in the annular section limited by the frustoconical parts 6c and 1d.
The acceleration and deceleration of the fan cause the shutter 6 to move so as to modify the flow rate of the additional air flowing between the shutter and the body 1. Despite the variations in the air flow rate sent by the fan, a substantially constant mixture is obtained.
With a view to automatically moving the shutter 6, in order to obtain precisely the consistency of the mixture at all combustion speeds, the upper face of the piston 12 is permanently subjected by means of a duct 19 for bypassing the air circuit of the fan, at the pressure of the air delivered by this fan.
As soon as the pressure in the air circuit increases, the piston 12 moves in antagonism to the action of the spring 18 and, by means of the connecting rod 13, the lever 10 and the shaft 9, acts on the fork 7 controlling the movements of the shutter 6, so as to lower the latter to increase the passage section of the additional air while reducing the section of the primary fuel suction air. Each variation in the speed of the fan thus corresponds to a displacement of the piston 12 and, consequently, a new position of this piston and of the shutter 6.
According to the invention, the fuel supply takes place neither at constant level nor at constant pressure, but at equal pressure at all times on the fuel in the closed tank and at the orifice of the burner.
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For this purpose, the fuel tank (not shown) which supplies the fuel pipe 14 is connected to the combustion air inlet pipe.
As indicated above, the air entering the carburetor is divided into two circuits, the first circuit or primary air circuit surrounds the fuel intake jet and the second circuit or additional air circuit joins the circuit. primary air after mixing it with the fuel. The speed of the air around the fuel jet is modified: - by the speed of the fan, - by the variation of the annular space for the circulation of the primary air around the fuel jet.
When the slide goes down, the space around the jet decreases, the flow speed in this space increases, the amount of additional air also increases, so that the content of the mixture does not vary. With this device, homogeneous carburization is ensured at all stages of combustion thanks to the automatic displacement of the slide.
The carburetor described and shown is given here only as an indication and not as a limitation. All variants, which implement the main characteristics, remain within the scope of the present invention.
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