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BRULEURS.
La présente invention est relative à des têtes de vaporisation pour brûleurs et plus spécialement pour brûleurs à huile destinés au chauffage, lesdits brûleurs étant du type "sec", c'est-à-dire, le type dans lequel le combustible liquide n'est pas présent au fond du brûleur lorsque ce dernier est en fonctionnement.
Des objets de la présente invention consistent à prévoir une forme nouvelle ou perfectionnée de brûleur, capable de brûler une large gamme de combustibles fluides, sans nécessité d'une alimentation d'air à tirage forcé, tout en réalisant une combustion sensiblement complète, et consistent aussi à prévoir un brûleur pour brûler de l'huile alimentée par gravité.
Suivant la présente invention, il est prévu dans ou pour un brûleur, une tête de vaporisation, réalisée sous forme d'un élément conducteur de la chaleur en forme de cloche ou évasé vers l'extérieur et vers le bas, et conçu pour délimiter un espace de vaporisation du combustible, ladite tête étant ouverte à son extrémité inférieure et comportant au moins un passage s'étendant depuis sa partie intérieure, et traversant complètement le sommet de l'élément, à l'écart des bords de celui-ci, de l'air secondaire étant alimentée audit passage de manière à être envoyé à travers ledit espace de vaporisation vers la partie centrale de la flamme lorsque le brûleur est en service.
Ledit air secondaire est fourni d'une manière convenable audit passage par l'intermédiaire d'un tube vertical disposé coaxialement par rapport à ladite tête de vaporisation.
Suivant une autre caractéristique de la présente invention, la paroi périmétrique, évasée vers le bas, de ladite tête de vaporisation, en forme de cloche, diminue en épaisseur depuis ses extrémités supérieure et inférieure vers sa partie médiane, et est, de préférence, concave à sa partie
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supérieure et convexe à sa partie inférieure, la portion de la tête qui se trouve au voisinage du renversement de courbure de sa paroi périmétrique étant de section plus mince que le restant de la paroi.
Le sommet de ladite tête s'étend,de préférence, vers l'extérieur au delà de l'extrémité supérieure de la paroi périmétrique de la tête, éva- sée vers l'extérieur et vers le bas et, bien qu'il puisse être creux, ce som- met est, de préférence, solide.
La tête de vaporisation peut être circulaire en plan pour produire une flamme circulaire unique et avoir un seul passage central d'air secondai- re dans son sommet, ou bien encore, elle peut être conçue pour produire une flamme plus grande et être d'une forme équivalente en effet à une série (c'est-à-dire, deux ou plus) têtes simples. Dans un tel cas, la tête peut être pourvue de deux ou plusieurs passages d'air secondaire, convenablement espacés, dans son sommet, et ladite tête peut, par exemple, être de forme rectangulaire ou ovale en plan.
La surface du sommet de la tête.de vaporisation peut être plane, en forme de dôme vers le haut, ou bien de forme tronconique, parabolique ou autre s'étendant vers le haut.
Ladite tête est utilisée, de préférence, en combinaison avec une base de la forme d'un plateau ayant une portion centrale surélevée pour dé- finir une chambre de vaporisation entre lesdites parties; ladite portion cen- trale est pourvue d'un moyeu creux pendant. Ladite portion centrale peut être sensiblement tronconique ou, encore, peut être d'une forme déterminée pour suivre plus ou moins de près la courbure de la surface intérieure de la tête de vaporisation, ou encore peut être conformée de manière à être plus près de ladite tête de vaporisation dans la région où celle-ci est d'é- paisseur de paroi réduite.
Suivant un autre aspect encore de la présente invention, il est prévu une unité de brûleur, comprenant en combinaison: une tête de vaporisa- tion ayant la forme d'un élément conducteur de la chaleur, en forme de cloche ou évasé vers l'extérieur et vers le bas, ladite tête étant ouverte à son extrémité inférieure et comportant au moins un passage s'étendant de sa par- tie intérieure à travers le sommet de l'élément, en un endroit écarté des bords dudit sommet: une plaque inférieure présentant une portion centrale surélevée, ladite tête étant disposée sur ladite plaque inférieure de manière à définir une chambre de vaporisation entre ladite tête et ladite portion surélevée; un moyeu creux en dessous de ladite plaque inférieure et coaxial avec laditeportion surélevée; des moyens pour fournir du combustible audit espace de vaporisation;
et un tube central passant à travers - et monté étroitement dans - le passage prévu dans ladite tête et dans l'extrémité in- férieure dudit moyeu creux, grâce à quoi de l'air secondaire peut être four- ni à la partie centrale de la flamme hors de contact du combustible vapori- se.
Afin de mieux faire comprendre la présente invention, plusieurs réalisations de celle-ci seront maintenant décrites à titre d'exemple et avec référence aux dessins annexés.
La figure 1 est une vue latérale d'un brûleur construit suivant un mode de réalisation de l'invention.
La figure 2 est une vue en plan du brûleur de la figure 1, la grille à air de cette dernière figure étant omise ici.
La figure 3 est une coupe verticale à travers le brûleur de la figure 1 suivant la ligne III-III de la figure 2.
La figure 4 est une coupe verticale à travers une forme modifiée de la tête de vaporisation.
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La figure 5 est une vue en plan, correspondant à la figure 2, d'un brûleur comprenant une forme modifiée de tête de vaporisation.
La figure 6 est une coupe verticale suivant la ligne VI-VI de la figure 5.
Aux figures 1 à 3, on a représenté un brûleur de forme générale circulaire et comprenant essentiellement une tête de vaporisation 1, une plaque inférieure 2, et une grille à air 3.
La tête de vaporisation 1, qui est réalisée en fonte en vue d'ob- tenir les résultats les plus avantageux, comprend un disque circulaire 4 for- mant le sommet,et une jupe 5 en forme de cloche ou évasée vers le bas et vers l'extérieur. Comme on peut le voir clairement à la figure 3, le sommet 4 présente une surface supérieure sensiblement plane, et un passage central
6 pour l'alimentation d'air secondaire, la jupe 5 prenant naissance en un endroit un peu plus intérieur par rapport à la périphérie du sommet. La sur- face extérieure de la jupe 5 est en forme de cloche, sa partie supérieure 7 étant concave,tandis que sa partie inférieure 8 est convexe. La forme de la surface intérieure de la jupe 5 est telle que celle-ci est plus mince, au voisinage de la jonction des parties 7 et 8, qu'ailleurs, c'est-à-dire qu'elle est plus mince à sa partie médiane.
La plaque inférieure 2 est de la forme d'une cuvette ou d'une sou- coupe, et comprend une partie inférieure circulaire 9 entourée d'un rebord vertical 10. Des portions Il évasées vers l'extérieur s'étendent à partir de ce rebord dans deux directions de sorte qu'en plan, la plaque inférieure 2 est sensiblement rectangulaire mais avec des extrémités incurvées 12, com- me on peut le voir à la figure 2. La plaque inférieure comporte une portion centrale surélevée 13 et un moyeu central 14 en dessous de la surface infé- rieure de la plaque 2. Gomme on le verra à la figure 3, la portion surélevée 13 et le moyeu 14 présentent un alésage cylindrique central 15 et l'extrémi- té inférieure du moyeu 14 comporte un passage 16 directement en dessous et de la même dimension que le passage 6.
Un tube central 17 pour l'alimentation d'air secondaire est fixé rigidement dans le passage 16 et forme un point étanche aux fluides avec les parois de celui-ci. Le tube 17 s'étend vers le haut et à travers le passage 6, dans lequel il est monté étroitement, tout en se terminant sensiblement au niveau du sommet 4.
L'alésage 15 forme un puits à huile lorsque ce brûleur est utili- sé avec un combustible liquide, ledit combustible étant alimenté par un rac- cordement 18 vissé dans le moyeu 14; pour la facilité de la fabrication, le moyeu est de section carrée.
La portion surélevée 13 et la surface intérieure de la tête 1 dé- finissent entre elles une chambre de vaporisation 19 pour le combustible li- quide. Si on le désire, la portion surélevée 13 peut être conformée de telle manière que la chambre de vaporisation soit de dimensions moindres dans le voisinage de la partie la plus mince de la jupe 5, ou encore elle peut être de forme plus ou moins étroitement correspondante à la surface intérieure de la tête 1. Des moyens de sortie sont prévus à la base de la tête 1 pour per- mettre au combustible vaporisé de sortir de la chambre de vaporisation 19.
Cesnoyens de sortie sont prévus, d'une manière convenable, en munissant la tête d'une série de pieds courts 20 s'étendant vers le bas, par exemple trois, qui maintiennent la tête à l'écart de la plaque inférieure 2.
La grille à air 3, qui est de la forme d'un cylindre perforé, re- pose sur la partie la plus basse 9 de la plaque inférieure et est à montage étroit dans le rebord vertical 10. Les perforations 21 dans la grille à air servent à l'admission de l'air primaire et, de préférence, comme représenté, les dimensions' de ces perforations diminuent de la base de la grille à air en direction du sommet. Il y a, comme représenté, deux rangées complètes de grandes perforations et quatre rangées de perforations plus petites. Un cha-
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peau annulaire 22 repose sur le sommet de la grille et peut comporter une liaison convenable à une cheminée (non représentée).
Le combustible est fourni au raccordement 18, par gravité, à une pression d'environ 1/6 de livre par pouce carré, son alimentation étant réglée par une soupape de réglage (non réprésentée). C'est ainsi que le combustible peut être fourni, par l'intermédiaire d'une canalisation flexible, en partant d'un réservoir monté plus haut que le brûleur, et l'alimentation peut être contrôlée par un robinet réglable prévu sur ledit réservoir ou dans ladite conduite; ces éléments, étant bien connus, ne sont pas représentés aux dessins annexés.
Le fonctionnement du brûleur s'effectue comme suit. De l'huile est fournie au brûleur par la conduite d'alimentation d'huile et le raccordement 18, s'élève dans l'alésage 15 autour du tube central 17, s'écoule pardessus la portion surélevée centrale 13 et ainsi vers la partie la plus basse 9 du plateau inférieur 2, et est alors enflammée. Le mélange de vapeur combustible et d'air brûle dans l'espace compris entre la grille à air 3 et la tête de vaporisation 1. Lorsque le brûleur devient plus chaud, la construction est telle que l'appel d'air ascendant aspire une alimentation croissante d'air secondaire (libre de vapeur combustible) à travers le tube central 17 et l'envoie au centre de la flamme.
L'alimentation en air secondaire augmente automatiquement jusqu'à ce qu'un état constant soit atteint lorsque la tête de vaporisation se trouve à la température du rouge sombre. Dans cet état constant, le combustible est préchauffé tout en s'élevant dans l'alésage 15 du moyeu 14 et est complè- tement vaporisé dans la chambre de vaporisation 19. Cette vapeur est entrainée hors de cette chambre par le tirage naturel et est mélangée avec de l'air primaire venant de la grille à air 3. L'air secondaire est fourni au centre de la flamme résultant et assure une combustion sensiblement complète. La quantité d'air primaire, fournie au brûleur, est réglée par les trous d'air gradués 21 dans la grille à air, de manière qu'une plus grande quantité d'air soit fournie à la base du brûleur où le mélange est plus riche.
On a trouvé qu'avec une tête de vaporisation, réalisée en fonte et de la forme décrite, le combustible est vaporisé et entraîné hors de la -tête sans cracking important qui pourrait produire un dépôt de carbone.
Bien que cette réalisation ait été décrite et illustrée en considérant une tête de vaporisation ayant un sommet plat solide, ledit sommet peut être en forme de dôme, parabolique, tronconique, ou en forme de cuvette et même creux (voir par exemple la figure 4), le fonctionnement étant sensiblement le même.
Lorsque le brûleur doit être utilisé pour chauffer une chaudière de forme allongée,,il convient d'utiliser plus spécialement l'autre forme de réalisation de l'invention, décrite ci-après.
Dans cette forme de réalisation, illustrée aux figures 5 et 6, la tête de vaporisation 1' n'est pas circulaire en plan mais est allongée, et a un grand diamètre égal à envrion deux fois le petit. La tête 1' comprend, comme ci-avant, un sommet 4' ayant une jupe 5' s'étendant vers le bas et évasée vers l'extérieur, mais le sommet 4' comporte deux passages 6' pour l'air secondaire,chacun de ces passages étant disposé approximativement au centre des extrémités courbes du sommet 4'.
La plaque inférieure 2' , la portion surélevée 13' sur cette plaque inférieure, et la grille à air 3' du brûleur sont également de forme allongée pour correspondre à la tête de vaporisation; deux tubes à air 17' descendent du sommet 4' de la tête de vaporisation et passent à travers un moyeu 14' prévu en dessous de la plaque inférieure, ce moyeu étant éga- lement de forme allongée et contenant un alésage allongé 15'.
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Les brûleurs décrits ci-dessus fonctionneront avec diverses quali- tés d'huile, comprenant le gasoil lourd, l'huile Diesel, l'huile de vapor.- sation, la paraffine ou l'essence, ou en fait toute huile d'une viscosité s'élevant jusqu'à 50 secondes Redwood N 1, et sont capables de donner jus- qu'à 80.000 B.T.U. par heure.
Dans le cas de la paraffine et de l'essence, aucun préchauffage n'est nécessaire, mais pour des huiles plus lourdes la mise en marche peut être effectuée en brûlant une petite quantité d'alcool à brûler ou de paraf- fine dans le brûleur. Bien que le brûleur ait été décrit avec référence à un combustible liquide, des combustibles gazeux tels que du gaz de ville, du gaz de gazogène, etc. peuvent être utilisés.
Les brûleurs peuvent être utilisés pour chauffer des chaudières destinées à fournir de la chaleur, de l'eau chaude, etc, ou peuvent être uti- lisés pour chauffer des locaux; ils peuvent être montés sur des chaudières ou des poêles de chauffage de locaux, existants.
REVENDICATIONS.
1. Dans et pour un brûleur, une tête de vaporisation de la forme d'un élément conducteur de la chaleur, en forme de cloche ou évasé vers l'ex- térieur et vers le bas, et conçupour délimiter un espace de vaporisation du combustible, ladite tête étant ouverte à son extrémité inférieure et com- portant au moins un passage s'étendant depuis sa partie intérieure, et tra- versant complètement le sommet de l'élément,à l'écart des bords de celui- ci, de l'air secondaire étant alimente audit passage de manière à être envo- yé à travers ledit espace de vaporisation vers la partie centrale de la flamme lorsque le brûleur est en service.
2. Une unité de brûleur comprenant en combinaison: une tête de va- porisation ayant la forme d'un élément conducteur de la chaleur,, en forme de cloche ou évasé vers l'extérieur et vers le bas,ladite tête étant ouver- te à son extrémité inférieure et comportant au moins un passage s'étendant de sa partie intérieure à travers le sommet de l'élément, en un endroit écarté des bords dudit sommet; une plaque inférieure présentant une portion centrale surélevée, ladite tête étant disposée sur ladite plaque inférieure de manière à définir une chambre de vaporisation entre ladite tête et la- dite portion surélevée; un moyeu creux en dessous de ladite plaque inférieure et coaxial avec ladite portion surélevée; des moyens pour fournir du combus- tible audit espace de vaporisation;
et un tube central passant à travers - et monté étroitement dans - le passage prévu dans ladite tête et dans l'extrémité inférieure dudit moyeu creux, grâce à quoi de l'air secondaire peut être fourni à la partie centrale de la flamme hors de contact du com- bustible vaporisé.