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La présente invention concerne des perfectionnements aux brû- leurs à mazout par vaporisation et dont le fonctionnement est assuré par tirage naturel.
Il est reconnu que des brûleurs de l'espèce donnent souvent des ennuis dus à une combustion incomplète ou défectueuse du mazout, provo- quant des fumées et des dépôts adhérents sur les parois des appareils et des conduites de fumée,ou à une vaporisation à température trop élevée, faisant charbonner le mazout dans le brûleur. D'autre part, si un tel brû- leur fonctionne convenablement à un régime déterminé, il se peut que pour un débit de mazout différent, les inconvénients signalés plus haut se ré- vèlent, le débit d'air restant inchangé, à défaut de réglage possible.
Le but de la présente invention est de procurer un brûleur qui supprime les inconvénients signalés, tout en restant simple dans sa concep- tion et bon marché.
Le brûleur perfectionné se caractérise par le fait qu'il vaporise le mazout et gazéifie la vapeur en la combinant, sous température adéquate, avec l'oxygène de l'air injecté en jets minces et nombreux, s'étalant en nappe horizontale, à partir de diffuseurs spéciaux répartis sur le fond du brûleur. Le gaz incolore ainsi formé est ensuite brûlé partiellement au moyen d'un second apport, limité, d'air, porjeté par les mêmes diffuseurs au niveau de la partie supérieure du pot du brûleur, à l'intérieur de celuici, de façon à assurer, par rayonnement, la continuité de la vaporisation du mazout. Cette combustion partielle se fait normalement à flamme bleue, quel que soit le régime. La combustion finale et complète du gaz est produite à la sortie du brûleur par un troisième apport d'air.
La séparation à des étages différents des diverses opérations préalables est nécessaire si l'on veut obtenir finalement une combustion complète et propre.
Le brûleur perfectionné est caractérisé en outre par le fait que le débit de l'air est réglé par un dispositif agissant sur les diffu- seurs spéciaux et commandé manuellement ou automatiquement, le cas échéant, en liaison avec le dispositif de réglage du 'mazout .
L'invention est décrite ci-après, sous référence aux dessins dans lesquels : la figure I représente un brûleur perfectionné en coupe verticale, le raccord à la cheminée n'étant pas figuré. la figure II représente le même brûleur en vue en plan, les figures III et IV sont des vues analogues montrant une va- '- riante, la figure V est une vue en plan, montrant un dispositif de réglage combiné du mazout et de l'air.
les figures VI et VII sont respectivement des vues en coupe verticale et de face d'un brûleur appliqué à une chaudière de chauffage central, les figures VIII, IX et X sont des vues montrant deux variantes du dispositif de réglage effectué à la main, les vues XI et XII sont des vues de détail, agrandies, la figure XIII représente, en coupe verticale, un appareil de chauffage complet, muni du brûleur perfectionné combiné avec une alimenta.tion spéciale.
Dans certains dessins, les organes d'alimentation et autres tels que réservoir à mazout, canalisations, carburateur, etc..., ne sont pas figurés ni décrits, car ils sont bien connus et ne nécessitent pas d'explica-
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tions particulières. Seuls ont été représentés des organes qui, tout en ne rentrant pas dans l'invention, sont cependant liés au. fonctionnement du brûleur perfectionné, comme, par exemple, le régulateur automatique de température. D'autre part, l'invention ne couvre pas seulement le brûleur perfectionné dans les formes décrites plus loin à titre d'exemples.
L'invention vise au contraire l'application du dispositif nouveau à tous les appareils de chauffage susceptibles de le recevoir, même si ces appareils peuvent constituer par eux-mêmes une partie du brûleur ou si, par exemple, d'autres formes d'alimentation du brûleur doivent être appliquées en vue de maintenir les formes particulières, décoratives, des dits appareils.
Dans les exemples décrits, l'air nécessaire est fourni par le tirage naturel de la cheminée. Chaque brûleur décrit est donc supposé raccordé à une cheminée.
Le brûleur d'après les figures I et II comporte un pot I servant de gazogène, ouvert à sa partie supérieure. Le fond de ce pot I est muni en son centre d'un diffuseur 2 dont la base fait corps avec lui.
La partie supérieure, amovible,du diffuseur 2 possède une couronne de trous 3, de diamètre réduit,répartie sur le pourtour. Un cône tronqué réunit la base à la partie supérieure, d'un diamètre plus petit, le dit cône étant pourvu de six trous 4 répartis, tandis que la partie supérieure est munie d'un trou 5.
Le fond du pot I, dans sa partie constituant en même temps la base du diffuseur 2 est pourvue de quatre trous 6 répartis., Un pivot 7 rendu solidaire du fond du pot I est fixé au centre du dit pot est muni d'un écrou 8 et d'un contre-écrou de blocage 9. Sur ce pivot, est articulé un obturateur 10, présentant quatre trous II coincidant avec les quatre trous 6 du fond du pot I. Un levier de manoeuvre 12 solidaire de l'obturateur 10, muni d'un index 13, permet de manoeuvrer l'obturateur 10.
Quand les trous II coincident avec les trous 6 l'index 13 par le moyen d'une graduation ménagée sur la paroi du pot I, indique que l'obturateur est ouvert. Le déplacement du levier 12, de part ou d'autre de ce point, réduit le passage d'air vers l'intérieur du pot I. Un léger creux, destiné à retenir le mazout autour du diffuseur 2,est ménagé dans le fond du pot I. A ce creux vient aboutir le tuyau 14 amenant le mazout.
L'ouverture supérieure 15 du pot correspond approximativement à un tiers du diamètre total du pot.I. Sur le cône tronqué terminal du pot I est disposé un raccord 16 constituant la jonction entre le pot I et la cheminée assurant le tirage d'air par les moyens habituels non représentés. Une couronne de trous 17 y est disposée. Une ouverture 18, munie d'un volet mobile normalement fermé et hermétique 19, à glissières ou à charnières, est prévue pour l'allumage. Le volet 19 est avantageusement muni d'une fenêtre en mica pour l'observation de la gazéification. De même, une ouverture 20, munie d'un volet 21 avec. fenêtre en mica, est disposée sur le raccord 16 pour observer la combustion finale. C'est le raccord 16 qui constitue la surface donnant le plus de chaleur.
Le tout est supporté par des pieds 22.
Quand la position de l'obturateur 10 fait coïncider les trous 6 et II, l'air aspiré par la cheminée et le raccord 16 entre dans le diffuseur et sort à la fois par tous les trous 3, 4 et 5 qui y sent ménagés.
L'air sortant horizontalement par les trous 3 établit une nappe d'air au dessus du mazout contenu dans le creux entourant la base du diffuseur 2 et permet l'allumage du mazout. Ce dernier s'échauffe et vaporise progressivement tout en flambant de plus en plus. Les trous 4 projettent de l'air contre le cône du pot I et les vapeurs, qui montent du fond, brûlent à l'intérieur du pot.
La chaleur intérieure augmentant, la combinaison de l'oxy- gène, sortant par les trous 3, avec les vapeurs de mazout, créent un gaz incolore (oxyde de carbone) et les flammes disparaissent aux trous 3, tan-
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dis que la combustion organisée par ce gaz et l'air fourni par les trous 4 augmente d'intensitéjusqu'à la limite permise par la quantité d'air admi- se, laquelle doit donc être suffisante pour continuer la vaporisation com- plète du mazout liquide et non excessive pour ne pas provoquer la carboni- sation du mazout. Les gaz non brûlés dans le pot I gagnent l'intérieur du raccord 16, se mélangent à l'air fourni avec turbulence par les trous 5 et
17 et brûlent à l'extérieur du pot I, dans le dit raccord 16.
Il va sans dire que les quantités et les diamètres des trous d'amenée d'air 3, 4, 5 et 17 doivent être judicieusement établis pour que les phénomènes s'opèrent comme il est décrit, pour le plus grand régime du brûleur compatible avec une vaporisation complète du mazout sans accumu- lation sous forme liquide. Les régimes inférieurs sont obtenus par la fer- meture proportionnelle du robinet assurant le débit du mazout au carburateur et celle de l'obturateur 10 réglant l'admission de l'air. Le bon fonction- nement, quel que soit le régime, se constate par le vide apparent, sans combustion, à l'intérieur du pot I, la combustion à flamme bleue au haut du pot I et la combustion à flamme jaune-orange ou bleue, selon les préfé- rences, dans le raccord 16 qui est le corps de chauffage proprement dit.
Les figures III et IV concernent un brûleur plus important com- portant sept diffuseurs 2 répartis sur le fond du pot I, de façon à ce que la nappe d'air fournie par les trous 3 que chacun d'eux possède, couvre autant que possible toute la surface du fond du pot et assure un brassage de l'air et des vapeurs propice à la formation d'un gaz homogène. Dans ce brûleur, les diffuseurs 2 peuvent être simplifiés. Ils peuvent ne comporter qu'un seul diamètre et ne pas être munis de trous 4. Les trous 5 sont de diamètre approprié de façon à obtenir une combustion à la partie supérieure du pot qui soit suffisante pour vaporiser tout le mazout débité au plus grand régime et sans carbonisation sur le fond. La hauteur du pot I est déterminée judicieusement pour qu'il en soit ainsi, de même que la hauteur des diffuseurs 2.
Il peut être ménagé plusieurs rangées de trous 17 dans le raccord 16,le point à considérer pour déterminer le nombre et le diamètre des trous est qu'il faut que l'air traverse horizontalement toute la colonne des gaz en créant une turbulence suffisante pour toucher et brûler tout le gaz ascensionnel, aidé en cela par l'air débité par le trou 5 du .diffuseur central 2. A cet effet, ce diffuseur central 2 peut avoir une hauteur plus grande et le trou 5 peut être agrandi ou remplacé par plusieurs trous formant faisceau, de façon à créer une grande turbulence à travers l'ouverture 15 du pot I et au niveau des trous 17.
Dans ce brûleur représenté, l'obturateur 10 n'agit que sur les ouvertures des six diffuseurs 2 disposés en couronne de façon à conserver le débit d'air maximum au diffuseur central pour assurer un bon fonctionnement du brûleur à régime réduit. A la position d'ouverture, les six trous II de l'obturateur mobile 10 correspondent aux six trous 6 ménagés pour les diffuseurs dans le fond du pot I. Pour conserver libre l'entrée d'air du diffuseur central 2,un pont étroit 23, solidaire du pot I, tient écarté le pivot 7 qui en est solidaire et sur lequel est articulé un pont 24 solidaire de l'obturateur 10, en forme de couronne percée de six trous II correspondant aux six trous 6 des diffuseurs d'air 2.
Sur le pont 24, est assujetti le levier de manoeuvre 12 porteur de son index 13, Des ouvertures 18 et 20, garnies de fenêtres mobiles en mica 19 et 21, permettent l'allumage et l'observation du fonctionnement du brûleur à l'intérieur du gazogène I et du raccord 16. Le raccord 14, amenant le mazout, débouche dans le creux ménagé dans le fond du pot I.
Quel que soit le type de brûleur, si le réglage de la combustion se fait entièrement à la main et séparément pour le mazout et l'air, il est indiqué de placer une graduation sur le pot, comme dit plus haut et d'y indiquer les points auxquels la combustion est parfaite en rapport avec les points de la graduation qui se trouve sur le carburateur. D'autre part, afin de faciliter le double réglage, il est indiqué de lier mécani-
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quement et de façon indéréglable la commande de l'admission du mazout et la commande de l'admission de l'air de façon à ne pas avoir à adapter séparément les deux débits respectifs de mazout et d'air chaque fois que l'on modifie le régime du brûleur. Une telle réalisation est indiquée par la figure V, dans laquelle les réglages d'air et de mazout sont à leur débit maximum.
Selon cette réalisation,une biellette 25 de longueur réglable au moyen d'une glissière et de vis de blocage, est articulée d'une part sur le levier de manoeuvre 12 de l'obturateur d'air 10,et, d'autre part sur le levier de manoeuvre 26 réglant le débit de mazout par le pointeau 27 du carburateur 28, ce dernier, de système connu et habituellement employé, étant assujetti au pot I par un support 29. Le levier 12 est indiqué pour assurer la manoeuvre commune.
Pour des raisons de montage correct en vue d'un fonctionnement convenable du dispositif de réglage, attendu que le niveau du carburateur 28 peut varier, il est souhaitable d'établir les articulations de la biellette 25 au noyen de rotules bien dégagées. D'autre part, comme le tirage des cheminées varie de l'une à l' autre, il est utile lors de l'installation du foyer, de pouvoir modifier les emplacements respectifs des articulations de la biellette 25 sur les leviers 12 et 26.A cet effet, ces leviers portent des rainures (boutonnières) permettant de déplacer ces articulations et de les bloquer aux endroits où les débits de mazout et d'air permettent d'obtenir une bonne combustion,,
Si le brûleur est adapté à une chaudière de chauffage central,
il est souhaitable de pouvoir régulariser la température de l'eau à la chaudière pour atténuer les effets des changements de température à l'extérieur.
Le régulateur de tirage employé généralement pour les chaudières à charbon peut convenir. Dans cette nouvelle application, le régulateur agit non seulement sur l'admission d'air, mais aussi sur celle du mazout, si les deux commandes sont accouplées comme exposé ci-avant.
Les figures VI et VII représentent cette réalisation, dans laquelle une branche d'un balancier angulaire 30, articulé sur un pivot fixe 31 solidaire de l'entourage hermétique du pot I, assujetti à la chaudière, est xe liée par la chainette 32 au régulateur à dilatation 33 par 1-lintermédiaire de son bras articulé 34, tandis que l'autre branche est articulée à son extrémité parune 'biellette 35 à l'obturateur d'air 10, disposé à l'avant du pot I.
Dans ce cas particulier, le pot I est muni d'un double fond 36 formant chambre d'air fermée sur le pourtour, destinée à alimenter tous les diffuseurs 2, et ouverte au dehors par une seule cuverture 37 munie de l'obturateur 10 se déplaçant horizontalement dans doux glissières 39 et 40, et muni d'un trou 41 correspondant à l'ouverture 37 quand le passage d'air est grand ouvert, Une biellette 25 est articulée à la fois sur le balancier 30 et sur le levier de manoeuvre 26 du carburateur 28 réglant le débit de mazout comme décrit plus haut.
Ilèst évident que, selon la fluctuation de la température de l'eau dans la chaudière, qui dépend elle-même de -la température extérieure, le régulateur à dilatation 33 agira sur son levier 34, la chaînette 32 et le balancier 30, lequel commande à la fois le débit d'air et le débit de mazout, par l'intermédiaire des biellettes 35 et 25 . Un poids 42 assure le mouvement de l'ensemble du dispositif mécanique lorsque la chaînette 32 descend sous l'action du régulateur 33.
La figure VIII a trait à un brûleur muni .d'un compartiment d'air inférieur comme dit plus haut, dont %' admission est réglable à la main,indépendamment du réglage du mazout Comme le brûleur représenté par les figures VI et VII, l'obturateur 10 se déplace horizontalement entre les glissières 39 et 40. Il est muni d'un trou 41 correspondant à l'ouverture 37 quand le passage de l'air est grand ouvert. La glissière 40 comporte une graduation correspondant à la graduation du carburateur, tandis que l'obturateur 10 est pourvu d'un index 43 et d'un bouton de manoeuvre 44.
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La figure IX représente en coupe verticale le dit brûleur, com- me elle représente, dans les mêmes conditions, le brûleur mentionné à la figure X.
Dans ce brûleur représenté par la figure X, les commandes de l'obturateur 10 et du robinet du carburateur 28 sont accouplées par la bielle de longueur variable 25 est munie d'articulations à pivots ordinai- res ou à rotules. Une pièce 45 de hauteur appropriée, solidaire de l'obtu- rateur 10 et du bouton de manoeuvre 44 permet de disposer la bielle 25 paral- lèlement aux glissières 39 et 40 et au plan supérieur du carburateur 28.
Le déplacement de l'obturateur 10 au moyen du bouton 44 permet donc par la bielle 25 de régler en même temps, par une seule manoeuvre, les admissions d'air et de mazout. Dans ces deux brûleurs représentés par les trois figu- res VIII, IX et X, la vaporisation, la gazéification et la combustion com- plète sont assurées uniquement par les diffuseurs 2. Il n'y a donc pas de trous 17 dans le corps de chauffage 16.
Les figures XI et XII montrent le détail des diffuseurs secon- daires 2 disposés en couronne ou répartis d'après la forme du brûleur, et du diffuseur central 2. Ces diffuseurs présentent l'un et l'autre une ba- se solidaire du pot I et une partie mobile. L'assujettissement se fait par un emboîtement 46, le poids des parties amovibles étant suffisant pour les maintenir sur leurs bases respectives et assurer l'herméticité du joint, dont les faces sont tournées et dressées.
La figure XIII représente un brûleur comme décrit précédemment, mais incorporé de façon particulière à un appareil de chauffage, et qui ne requiert pas l'emploi d'un carburateur. La disposition adoptée permet de placer le réservoir à mazout de façon à ce qu'il serve de pied au dit appareil. Le brûleur est muni d'un flotteur qui repose sur le mazout et est lesté de manière à ce que, à l'état libre, une mince nappe de mazout soit amenée par un petit tuyau sur le fond du brûleur, et ce, par l'équilibre des liquides, dans les vases communiquants.
Cette nappe restera toujours la même ou à peu près., puisque le mazout liquide transformé en vapeur sera remplacé automatiquement à travers le tuyau et en provenance du réservoir, la ligne de flottaison du brûleur étant constante, sauf la petite variation due à la température du mazout liquide, différente selon l'intensité du feu, qui agit sur sa densité. Une certaine conicité du fond du brûleur annule les effets de cette différence.-
Il résulte que la consommation ou le débit en mazout est réglé uniquement par l'intensité du feu, donc par la quantité d'air apportée à la combustion. Comme exposé plus haut,l'air pourra être fourni en totalité par les diffuseurs 2 ou bien partiellement par ceux-ci, l'appoint étant alors fourni par des trous 17 ménagés dans le raccord 16, ces trous 17 recevant l'air de l'espace 47.
Cette disposition comprend donc, outre le brûleur I avec ses diffuseurs 2, le raccord 16 dans lequel la combustion la plus importante s'opère, ce raccord étant muni ou non de trous 17.
Le brûleur 1 est pourvu d'un flotteur 48, dont le fond 49, légèrement conique pour évacuer l'air en suspens dans le réservoir 51, est muni d'un tuyau 50 amenant le mazout du réservoir 51 à l'intérieur du pot I.
La paroi 52 du flotteur 48 coulisse librement dans un tuyau-guide 53 qui descend jusqu'au fond du réservoir auquel il est assujetti. Des trous 54 assurent la circulation du mazout à la partie inférieure et sur toute l'étendue du réservoir 51. Dans ce tuyau 53, sont en outre ménagés des trous 55 en légère communication avec l'espace 47, ces trous étant destinés à évacuer la vapeur qui peut se former au sommet du réservoir à mazout et qui est véhiculée vers le brûleur I, par l'air passant dans l'espace 47. Le flotteur 48 est relié à sa partie supérieure par une paroi 56 au pot I, laquelle est munie de trous 57 donnant passage à 1'air nécessaire au fonctionnement du brûleur.
Cet air aspiré par la cheminée entre par un obtu-
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rateur 58, mobile et réglable, placé sur la partie extérieure du tuyau-gui- de 53, pénètre par les trous 57 à l'intérieur du flotteur 48 d'où il passe dans les diffuseurs 2 pour assurer la combustion et s'échapper par le raccord 16 et la cheminée. Si des trous 17 sont ménagés dans le raccord 16 pour parfaire la combustion, l'air passe directement du volet 58 et l'espace 47 aux dits trous 17 . Il y a donc dans l'espace 47 une double direction de l'air. Les trous 3 et 5, et éventuellement 4 du ou des diffuseurs 2 auront une section totale de passage judicieusement proportionnée à la totalité des sections de passage des trous 17 du raccord 16, pour obtenir un fonctionnement parfait comme exposé plus haut.
L'obturateur 58 règle, lui, la quantité totale d'air nécessaire pour tous ces trous.
.9. ¯son sommet,le raccord de la cheminée 16 est muni d'un guide 59 coulissant sans jeu excessif le long du tuyau-guide 53. Ce guide 59 empêche l'air se trouvant dans l'espace 47 de passer directement à la chemi- née, et assure le déplacement correct de l'ensemble du brûleur flottant sur le mazout. Ce déplacement est ascendant lorsque le remplissage du réservoir 51 s'opère, et descendant au fur et à mesure de l'utilisation du mazout. '
Des fenêtres 60,61 et 62, garnies de mica comme exposé plus haut, sont ménagées pour observer les divers stades de la gazéification et de la combustion.
La fenêtre 60 constitue en même temps l'obturateur 58, manoeuvrable à la main et servant à régler l'admission de l'air. Les glissières doivent être suffisamment espacées pour pouvoir passer la main après avoir déplacé l'obturateur 58 de façon à atteindre la fenêtre 61, à ouvrir pour opérer l'allumage du brûleur. Le mica transparent de la fenêtre 60 est logé dans l'obturateur mobile 58.
Un bouchon 63 avec couvercle vissé et joint est destiné au remplissage du réservoir 51. Il est disposé à un niveau choisi pour éviter un remplissage excessif du dit réservoir.
D'autre part, si l'appareil de chauffage auquel est incorporé le brûleur représenté à la figure XIII, est une chaudière de chauffage central, le régulateur à dilatation habituel 33 actionne l'obturateur 58 qui règle l'admission d'air. Le'dit obturateur et ses glissières sont avantageusement placés verticalement, de façon à suspendre l'obturateur mobile directement à la chainette du régulateur.
Enfin, dans le cas où le tirage de la cheminée est tout à fait insuffisant ou instable, un ventilateur électrique est utilisé. Dans ce cas, la sortie d'air du ventilateur est raccordée à l'entrée extérieure 37 de la chambre d'air (fig. VII, VIII et X) tandis que le dispositif de réglage d'air à main ou automatique est reporté à l'entrée d'air du ventilateur.
Comme il est dit plus haut, l'invention peut être réalisée de façon différente des formes et caractéristiques ici décrites et représentées à titre d'exemples, et l'on ne sortirait pas de son cadre en adoptant des modifications résultant uniquement de l'adaptation de l'invention à chaque réalisation particulière.