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BRULEUR A COMBUSTIBLE LIQUIDE ET PROCEDE POUR SON ALIMENTATION EN COMBUSTIBLE.
On connaît déjà de nombreux types de brûleurs à combustible liqui- de mettant en oeuvre des procédés assez divers. Parfois, le combustible est comprimé comme dans le cas des brûleurs à gicleurs fonctionnant par pulvéri- sation ou vaporisationo
Dans d'autres types de brûleurs dites "à caléfaction", le combus- tible s'écoule généralement dans une coupelle où il se vaporise au contact du fond très chaud qui donne naissance au phénomène de caléfaction. Dans ce genre de brûleur,où le combustible n'est pas-mis sous pression, on ne peut pas dire que l'on ait réalisé jusqu'à présent une pulvérisation du com- bustible dans le brûleur.
L'un des buts de l'invention est de réaliser précisément l'in- troduction du combustible dans le brûleur, de façon à améliorer sa combus- tion.
Elle concerne tout d'abord un procédé d'alimentation de brûleurs à combustion liquide, notamment de brûleurs du type dit à caléfaction, carac- térisé par ce qu'on laisse tomber le combustible d'une hauteur notable, de manière à produire, par éclaboussement de ce combustible sur le plan récep- teur, une division favorable de sa combustion.
L'invention s'étend à ce procédé d'alimentation de brûleur en combustible liquide quels que soient les moyens employés pour le mettre en oeuvre et indépendamment de tous les détails de réalisation.
L'invention concerne aussi un brûleur à combustible liquide pour la mise en oeuvre du procédé précédent ou similaire, caractérisé par ce que les moyens d'adduction du combustible sont agencés de manière à lais- ser tomber ce combustible d'une hauteur notable sur un plan récepteur où il se divise en s'éclaboussant.
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Ce plan récepteur sur lequel le combustible se divise peut être constitué par la surface de divers organes placés dans le brûleur ou cons- tituant ce brûleur. Toutefois, suivant un mode de réalisation de l'inven- tion, il est avantageusement constitué par le fond plein de la coupelle for- mant la partie inférieure du brûleur.
Suivant une autre caractéristique de l'invention, les moyens ad- ducteurs de combustible liquide comprennent un tube laissant tomber ce com- bustible goutte à goutte sur le fond de la coupelle.
De préférence, le tube adducteur de combustible liquide est situé en dehors de la flamme qui se forme dans le brûleur proprement dit.
Suivant encore une autre caractéristique, le tube adducteur est protégé du contact des gaz brûlés par un déflecteur détournant ces gaz.
L'invention concerne aussi un procédé d'alimentation de brûleurs à combustible liquide, notamment de brûleurs du type dit à caléfaction, ca- ractérisé par ce que l'on amène le combustible dans le brûleur par un fil conducteur pour assurer le guidage des gouttes de combustible vers le fond de ce brûleur.
L'invention concerne aussi un brûeur à combustible liquide pour la mise en oeuvre du procédé précédent ou procédé similaire, caractérisé par ce que les moyens d'adduction du combustible sont agencés de manière à guider le combustible jusqu'à une certaine hauteur du plan récepteur ou jus- qu'au voisinage immédiat de ce plan récepteur.
L'invention concerne également les appareils de chauffage domes- tiques et industriels comportant un ou plusieurs brûleurs conformes à ceux décrits, ou brûleurs similaires.
L'invention s'étend aussi à d'autres caractéristiques ci-après décrites et à leurs diverses combinaisons possibles.
Des brûleurs conformes à la présente invention sont représentés, à titre d'exemple non limitatif, sur les dessins ci-joints dans lesquels :
La figure 1 est une vue en élévation-coupe schématisée d'un appareil de chauffage utilisant un brûleur conforme à l'invention.
La figure 2 est une vue en élévation-coupe du brûleur de la figure l,à plus grande échelle.
La figure 3 représente le même brûleur avec une pièce de caléfac- tion, constituant également surface d'impact.
La figure 4 représente un même brûleur sur le fond duquel est disposée une virole empêchant l'éclaboussement du combustible à l'extérieur de la grille du brûleur à travers les perforations de ce dernier.
La figure 5 est une vue de détail du dispositif adducteur de combustible.
La figure 6 représente schématiquement une variante de l'inven- tion.
La figure 7 représente schématiquement une variante de la figu- re 6, dans laquelle le fil métallique servant de guidage au combustible est prolongé jusqu'au voisinage immédiat du fond du brûleur.
L'appareil de chauffage représenté schématiquement sur la figure
1 afin de donner un exemple de réalisation de l'invention, comprend d'une manière générale une enveloppe extérieure 1 présentant,
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vers sa partie inférieure, une ouverture 2 pour l'admission d'air carburant et, à sa partie supérieure,une cheminée 3 pour l'évacuation des gaz brûlés.
Dans cette enveloppe est suspendu le brûleur proprement dit constitué, dans cet exemple, par un cylindre 4 percé de trous 5 pour l'entrée de l'air, et par une coupelle en métal 6 creuse et étanche fermant la partie infé- rieure du cylindre 40
Ce brûleur pourrait, d'ailleurs, être quelque peu modifié et comporter, par exemple,un cylindre 4 ou grille prismatique ou tronconique faisant corps avec la coupelle 6, des trous 5 de même diamètre ou de diamè- tre différente alignés verticalement avec un espace convenable entre eux ou disposés en quinconce et suivant un nombre approprié de rangées, aucune de ces variantes ne modifiant sensiblement le caractère de l'invention.
Selon cette invention, les moyens d'admission du combustible liquide dans le brûleur sont agencés de manière à laisser tomber ce com- bustible d'une hauteur notable pour provoquer son éclaboussement et sa di- vision en fines gouttelettes dans le brûleur. Par hauteur notable, on peut entendre une hauteur de l'ordre de 20 à 100 cm par exemplemais on ne peut considérer ces chiffres comme un maximum ou un minimum, car il y a lieu de tenir compte de certains facteurs variables, tels que densité et débit du combustible, résistance à la chtte opposée par le courant ascendant des gaz brûlés, etc...Avec le type de brûleur représenté sur les figures I et 2, la disposition des moyens adducteurs de combustible au-dessus du brû- leur et bas de la flamme permet déjà de leur assigner une position assez pré- cise.
Quelle que soit cette hauteur, elle sera néanmoins suffisante pour assurer le résultat visé par l'invention : obtenir par le choc du combusti- ble sur un plan récepteur situé dans le brûleur, un éclaboussement avec une division assez fine favorisant la combustion.
Dans l'exemple de la figure 1, ces moyens adducteurs comprennent essentiellement un tube 7 prolongeant un réceptacle en forme d'entonnoir 8 recevant le combustible d'un robinet 9. L'entonnoir est supporté par une pièce 10 ajourée pour le passage de l'air, et le tube 7 traverse la paroi supérieure de l'appareil de chauffage par une ouverture 11, laissant autour du tube adducteur un jeu suffisant pour l'entrée de l'airo Le tube 7 se trouve placé dans l'axe vertical du brûleur.
Enfin, l'appareil comporte un déflecteur 12 en forme de chemise concentrique à l'axe vertical du brûleur. Cette chemise est étanche ou à peu près étanche à sa partie supérieure,dans sa jonction avec la plaque 13 formant le dessus de l'appareil, tandis qu'elle est librement ouverte en bas, à une certaine distance du brûleur, pour permettre le passage du gaz brûlé vers la cheminée.
Le brûleur ci-dessus décrit fonctionne de la manière suivante
Une fois allumé au moyen d'un combustible léger tel qu'essence ou alcool, on ouvre le robinet 9 pour admettre le combustible dans l'enton- noir 8. De là, il s'écoule par le tube adducteur 7, qui le laisse tomber goutte à goutte et avec un débit plus ou moins rapide, selon l'allure de la combustion.
Ces gouttelettes tombent en suivant l'axe vertical de l'appareil et en passant tout d'abord à l'intétieur du déflecteur 12. Dans le cylindre 4 du brûleur où elles passent ensuite, elles traversent la flamme qui les dauffe et commence la distillation du combustible. Elles s'écrasent enfin sur le centre du fond plein de la coupelle. Grâce à l'énergie acquise pen- dant leur chute? ces gouttes de combustible se divisent très finement en écla- boussant dans tous les sens des petites gouttelettes qui seront instantané- ment réduites par la flamme. Les gaz issus de cette combustion s'évacuent vers la cheminée 3 en contournant le déflecteur comme le montrent les flè- ches.
Ces gaz brûlés ne peuvent ainsi venir troubler la chute des gouttes
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de combustible, ni chauffer le tube 7, ce qui risquerait à la longue de l'ob- struer par la formation de dépôt solide résultant du craking des huiles. Ce tube est d'ailleurs refroidi par l'air qui entre continuellement par la pièce ajourée 10 et l'ouverture 11
La figure 2 illustre le fonctionnement du brûleur proprement dit.
Les filets d'air qui entrent par les perforations du cylindre 4 se dirigent radialement vers le centre où ils se rencontrent en formant une zône de sur- pression 5.
A partir de cette zône, l'air se détend suivant deux directions axiales opposées a) une partie de l'air est aspirée vers le haut par la dépression de la cheminée et alimente une demi-flamme montante. b) une autre partie de l'air se dirige vers le bas et alimente une flamme plongeante très chaude, qui assure à la fois le chauffage du fond et la réduction des cokes qui se forment au cours de la combustion.
Cette flamme plongeante se trouve détournée par le fond de la coupelle 6 et la boucle qu'elle forme au moment de cette rencontre donne naissance à une flamme en forme de tore T où s'effectue une précombustion.
La flamme plongeante trouve enfin sa voie de retour vers l'ouverture supé- rieure du brûleur dans les espaces ménagés entre les perforations du cylin- dre 4 et rejoint la flamme montante o
Ce processus de fonctionnement avec formation d'une flamme plon- geante n'est pas spécifiquement nouveau, car le demandeur a décrit, dans un brevet français antérieur, un brûleur fonctionnant de cette façon.
Tou- tefois,dans ce brûleur, le combustible était admis par un tuyau latéral passant par une des perforations de la grille, de telle sorte que la hauteur de chûte était insuffisante pour produire la déversion par choc des gouttes de combustible.,
Dans le cas présent, la mise en oeuvre de ce processus de form- mation d'une flamme plongeante conjuguée avec le procédé de distribution du combustible est particulièrement avantageuse,car les gouttelettes provenant de la division du combustible se trouvent projetées et brassées dans le tour- billon de cette flamme,ce qui assure une vaporisation rapide et une réduc- tion immédiate quasi-totale des résidus solides. En effet, le résidu solide qui peut se former lors de la combustion d'une fine gouttelette en pleine flamme présente une masse si faible que, dans la plupart des cas, il sera évacué avec les fumées.
Quant aux résidus plus lourds, ils- se trouvent brûlés complètement sur le fond de la coupelle 6 par la flamme plongeante.
En outre,l'arrivée de combustible par la partie supérieure du brûleur lais- se la grille intacte de tout organe accessoire, ce qui permet de lui donner une perforation homogène favorisant la formation d'une flamme plongeante régulière.
La figure 3 représente une variante du brûleur précédent, varian- te qui se distingue par le fait que le brûleur comporte-intérieurement une pièce de caléfaction 14 ayant pour fonction de capter dans la flamme une partie de la chaleur dégagée, afin de la transmettre au fond de la coupelle avec laquelle elle est en contact thermique. La coupelle ainsi chauffée et ce caléfacteur sont ainsi en mesure de brûler complètement l'huile, même au cas où son débit serait accidentellement trop élevé. Ainsi qu'il est connu par divers dispositifs antérieurs, ce caléfacteur peut être posé sur le fond de la coupelle ou faire corps avec elle.
Dans le cas d'un tel brûleur, on peut ainsi utiliser le caléfac- teur pour constituer la surface de choc sur laquelle tombe et se divise le combustible.
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La figure 4 représente une variante des brûleurs représentés sur les figures de 1 à 3,variante qui se distingue par le fait que le brûleur comporte intérieurement une pièce en forme de virole 15 perforée ou non sur sa périphérie, et destinée à éviter l'éclaboussement du combustible à l'ex- térieur de la grille du brûleurà travers ses perforations 5. Cette virole 15 est venue de fabrication avec la coupelle 6 du brûleur ou repose simple- ment sur le fond de cette coupelle par des pieds 16.
La figure 5 montre le détail du tube adducteur 7 avec son récep- tacle 8. Ce tube présente une extrémité effilée 7,prolongeant l'orifice d'écoulement 72 et dirigée vers le centre du dispositif. Cette pointe ef- filée favorise la formation correcte des gouttes de combustible tout en guidant la chûte de ces gouttes jusqu'à l'axe du brûleur.
La figure 6 montre une autre variante présentant cette particu- larité d'avoir une tige ou fil métallique 17 pour assurer le guidage des gouttes de combustible. Cette tige 17 prolonge l'orifice du tube adducteur 7, et comme il est facile de courber et d'incliner cette tige, on peut pla- cer le tube adducteur et l'ensemble du dispositif d'alimentation sur le côté ou en arrière de l'appareil de chauffage. Cette tige, qui amène les gouttes à leur point de chûte dans l'axe du brûleur est, de préférence, en métal inoxydable, car elle est appelée à être léchée continuellement par les gaz brûlés.
La figure 7 montre une variante de la figure 6, variante qui se distingue par le fait que le fil métallique 17 est prolongé jusqu'au niveau immédiat du fond du brûleur , ce qui permet notamment de remplacer l'éclabous- sement du combustible par un étalement rapide de ce combustible en nappe fi- ne.
Le procédé d'alimentation et les brûleurs ci-dessus décrits pré- sentent, en définitive, de nombreux avantages techniques et notamment les suivantes :
1 ) La chûte du combustible d'une hauteur notable sur un plan ré- cepteur, de manière à produire un éclaboussement dans le brûleur,une divi- sion assez poussée du combustible pour assurer en fin de compte une meilleu- re combustion. Ce procédé permet ainsi d'employer pour le chauffage, avec un matériel simple et robuste, des huiles très impures, tel que le fuel lé- ger qui n'a jamais été utilisé d'une manière suivie dans les brûleurs du gen- re décrit. A fortiori,il est possible d'utiliser les huiles moins impures, telles que des huiles de vidange et le fuel domestique, tous produits étant d'ailleurs d'un prix relativement bas.
2 ) L'excellence de la combustion résultant de la division élimi- ne pratiquement la totalité des résidus solides soit brulés, soit trans- portés par les fumées. Les travaux d'entretien sont ainsi réduits considé- rablement .
3 ) L'élévation des moyens adducteurs de combustible permet de les écarter de la flamme du brûleur et même, dans une certaine mesure, du parcours des gaz brûlés. Ces moyens adducteurs se trouvent ainsi soustraits aux effets de la chaleur, qui risque de provoquer la forma- tion de dépôts solides obstruant l'arrivée du combustible.
4 ) Dans le cas d'un brûleur du genre décrit et représenté, l'admission du combustible par la partie supérieure permet de donner à la grille une perforation homogène favorisant la formation d'une flamme plon- geante régulière. De plus, le procédé de division du combustible,objet de l'invention, est particulièrement avantageux dans le cas d'une flamme plongeante qui brasse les gouttelettes provenant de cette division.
5 ) L'introduction d'une virole à l'intérieur du brûleur empê-
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che l'éclaboussement du combustible à l'extérieur de la grille de ce brûleur à travers les perforations de ce dernier.
Bien entendu,, l'invention n'est pas strictement limitée aux exemples de réalisation ci-dessus décrits, desquels peuvent découler de multiples variantes. En particulier, on notera que l'on peut facilement a- gencer les moyens adducteurs pour obtenir, si on le désire,la chute du com- bustible sur le côté du brûleur et non plus dans la région centrale.
REVENDICATIONS.
1 ) Procédé d'alimentation de brûleurs à combustible liquide, notamment de brûleurs du type dit à c'aléfaction, caractérisé par ce qu'on laisse tomber le combustible d'une hauteur notable de manière à pro- duire, par éclaboussement de ce combustible sur le plan récepteur, une di- vision favorable à sa combustion.
2 ) Brûleur à combustible liquide pour la mise en oeuvre du pro- cédé conforme à la revenlication 1, caractérisé par ce que les moyens d'ad- duction (7) du combustible sont agencés de manière à laisser tomber ce com- bustible d'une hauteur notable sur un plan récepteur (6) où il se divise en s'éclaboussant.