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La présente invention a pour objet un procédé pour la combustion d' huile de chauffage (mazout), dans lequel celle-ci est alimentée an brûleur d'un foyer sous forme de gouttes et est vaporisée dans une chambre fermée pouvant être chauffée présentant des ouvertures d'échappement dirigées vers la chambre de combustion du foyer, avant le processus de combustion proprement dit, pour être mélangée enfin dans cette chambre de combustion avec de l'air de combustion afin de former un mélange de vapeur d'huile et d'air combustible.
Lors de la combustion d'huile de chauffage, il faut avant tout pré= voir une quantité suffisante d'oxygène, pour que la combustion ait lieu avec un- rendement suffisamment favorable. Pour la formation d'un mélange d'huile et d'air combustible, on connaît généralement deux procédés, à savoir le procédé de vapo- risation et le procédé de pulvérisation; tandis que ce dernier procédé n'est uti- lisé que pour les foyers assez grands,le premier système est utilisé de préférence pour les petites installations de combustion, en particulier pour les petits foyers ou similaires.
Dans le procédé par vaporisation, on a utilisé jusqu'à présent géné- ralement des cuves, dont le fond, et de ce fait également l'huile se trouvant dans la cve, est chauffé au moyen d'une mèche ou similaire. Lors de ce préchauffage l'huile se trouvant dans la cuve et recouvrant tout le fond de celle-ci se vapo- rise progressivement et forme une vapeur d'huile, qui se combine avec l'air en- tourant le'brûleur pour donner un mélange humide de vapeur d'huile et d'air.
Toutefois un tel mélange humide de vapeur d'huile et d'air ne brûle qu'avec une forte formation de noir de fumée désavantageuse.
Pour protéger l'huile de chauffage se trouvant dans les cuves par rapport aux flammes se trouvant dans la chambre de combustion, on a également déjà vaporisé l'huile de chauffage dans les chambres fermées pouvant être chauffées, chambres qui présentent des ouvertures d'échappement plus ou moins grandes pour le passage des vapeurs d'huile vers la chambre de combustion proprement dite du foyer. On a cependant constaté également avec ces chambres fermées que, lorsque de l'air primaire pénètre à travers les ouvertures d'échappement pour les vapeurs d'huile dans la chambre fermée, les flammes se trouvant dans la chambre de com- bustion peuvent facilement provoquer des retours de flamme vers la chambre fermée et mettre le feu au mélange d'air et de vapeur d'huile qui sty trouve.
La présente invention a pour but de créer un procédé pour la vapo- risation de l'huile de chauffage (ou mazout) dans une chambre fermée, permettant d'une part une vaporisation très poussée et surtout sèche de l'huile decehauffage et rendant impossible d'autre part un retour de flamme de la chambr de combustion vers la chambre de vaporisation.
A cet effet, l'invention prévoit que les vapeurs d'huile qui montent à partir du fond de la chambre de vaporisation passent devant des surfaces de chauffe dans la chambre de vaporisation, conférant un supplément-'de chaleur à la vapeur d'huile et produisant simultanément une pression dynamique.
Grâce à cet apport supplémentaire de chaleur, l'huile de chauffage se vaporise de manière particulièrement intense et sèche, ce qui à son tour pro- duit une combustion plus efficace et par conséquent un rendement meilleur.
En outre, les résidus habituels jusqu'à présent dans les brûleurs à cuve, sous forme de brai de goudron, sont supprimés. Le procédé suivant l'invention présente encore l'avantage de ce que la préparation et la combustion de l'huile de chauffage sont complètement silencieuses et de ce que la mise en marche du brû- leur est sensiblement plus rapide, n'exigeant qu'une durée de six minutes environ contre une durée de mise en marche de 30 à 45 minutes pour un brûleur à cuve ordinaire. De plus, la pression dynamique produite dans la chambre de vaporisation supprime l'entrée d'air primaire dans la chambre de vaporisation et par conséquent le retour des flammes se trouvant dans la chambre de combustion.
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Pour la mise en oeuvre du procédé suivant l'invention on emploie de préférence un brûleur à huile de chauffage (mazout) avec une chambre de vaporisa- tion fermée pouvant être chauffée, chambre qui présente des ouvertures d'échap- pement dirigées vers la chambre de combustion pour les vapeurs d'huile et dans laquelle aboutit l'extrémité d'une conduite d'alimentation d'huile de chauffage.
Derrière cette chambre de vaporisation est prévu en outre un dispositif d'aliu- mage pénétrant dans la chambre de combustion, qui met en feu la vapeur d'huile dans la chambre de combustion, après son mélange avec l'air de combustion: Dans ce brûleur, l'invention prévoit que les ouvertures d'échappement pour la vapeur d'huile sont disposées dans la partie supérieure delà chambre de vaporisation et les surfaces de chauffe produisant la pression dynamique sont disposées entre ces ouvertures d'échappement pour les vapeurs d'huile et le fond de la chambre de vaporisation.
Comme surfaces de chanffe supplémentaires on peut prévoir soit plu- sieurs plaques disposées horizontalement l'une derrière l'autre ou similaires, avec des ouvertures de passage pour les vapeurs d'huile, soit un paquet de ma- tière à conductivité thermique et perméable aux gaz, comme par exemple de là laine d'acier.
Si en guise de surfaces de chauffe on emploie par exemple deux plaques disposées horizontalement l'une au-dessus de l'autre et couvrant sensiblement toute la section transversale de la chambre de vaporisation, les ouvertures de passage pour les vapeurs d'huile prévues dans ces plaques sont disposées de préférence, en ce qui concerne la plaque inférieure, la plus proche du fond de la chambre de vaporisation, d'un côté tandis qu'en ce qui concerne la plaque supérieure, la plus proche de la partie supérieure de la chambre, elles sont disposées de l'autre côté,:de sorte que les vapeurs d'huile parcourent la chambre de vaporisation non seulemënt en direction verticale, mais également en direction horizontale.
Pour,ce type de disposition des ouvertures de passage dans les pla- ques, les ouvertures d'échappement dans la partie supérieure de ta chambre de vaporisation sont de préférence de nouveau prévues du même côté que les ouvertures dè passage dans la plaque inférieure, de sorte que lorsque les vapeurs d'huile s'échappent par les ouvertures dans la plaque supérieure, elles doivent encore parcourir en direction horizontale la partie supérieure de la chambre de vapori- sation, avant de pouvoir s'échapper par les ouvertures d'échappement vers la chambre de combustion.
La chambre de vaporisation proprement dite peut avoir par exemple la forme d'un carter annulaire de forme de préférence circulaire, mais également elliptique ou même rectangulaire, dont le bord extérieur supérieur présente les ouvertures d'échappement pour les vapeurs d'huile, l'air de combustion aspiré du dessous traversant la chambre par une ouverture centrale vers la chambre de combustion disposée au-dessus de là chambre de vaporisation.
Pour le préchauffage de l'huile de chauffage à vaporiser, on a dis- posé de manière connue au-dessous du fond de la chambre de vaporisation une in- stallation de préchauffage électrique avec de préférence plusieurs enrgulements de chauffage, qui suivant les besoins calorifiques peuvent être commandés indé- penent l'un de l'autre et qui peuvent également être tous mis hors circuit.
Suivant l'invention on prévoit à l'extrémité de'la conduite d'alimen- tation d'huile de chauffage, pénétrant dans l'ouverture centrale de la chambre de vaporisation annmalire? au moins une conduite de transfert d'huile aboutissant dans la chambre de vaporisation entre le fond de celle-ci et la plaque inférieure qui s'y trouve. Lorsque plusieurs conduites de transfert d'huile sont prévues, elles sont de préférence disposées en ;étoile.
Cette disposition spéciale de l'extrémité de la conduite d'alimentation pénétrant dans l'ouverture centrale de la chambre de vaporisation est avantageuse 'en ce sens que l'huile de chauffage alimentée par la conduite est refroidie par
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l'air de combustion passant régulièrement le long de l'extérieur de la conduite d'alimentation vers la chambre de combustion du foyer, de sorte qu'une vaorisa- tion prématurée de l'huile de chauffage dans la conduite d'alimentation est évitée.
Pour cette raison l'extrémité de la conduite d'alimentation est de préférence également réalisée dans un matériau à faible conductivité thermique.
Pour assurer une répartition uniforme de l'huile de chauffage alimentée par la conduite d'alimentation parmi les conduites de transfert d'huile, et pour éviter une arrivée trop-rapide de l'huile dans ces conduites de transfert, l'extré- mité de la conduite d'alimentation présente de préférence un étranglement en forme de tuyère, d'où l'huile coule dans les conduites de transfert d'huile faiblement inclinées et passe de là par gouttelettes dans la chambre de vaporisation.
Suivant l'invention, il est en outre avantageux que l'ouverture centra- le de la chambre de vaporisation soit recouverte en haut par un cylindre dont l' axe coïncide avec celui de l'ouverture et qui est fermé en haut, ou par un moyen similaire, dont l'enveloppe présente un certain nombre d'ouvertures d'échappement uniformément réparties pour l'air de combustion aspiré à travers l'ouverture cen- trale de la chambre de vaporisation.
Le diamètre extérieur de ce cylindre est plus petit que le diamètre de la couronne des ouvertures d'échappement pour les vapeurs d'huile disposées le long du bord extérieur supérieur de la chambre de vaporisation, de sorte que ces vapeurs remontent à côté du cylindre servant à l'arrivée de l'air de combustion et peuvent se mélanger avec l'air de combustion s'échappant à tra- vers les ouvertures dans l'enveloppe du cylindre,- pour former un mélange de vapeur d'huile et d'air pouvant 'être mis à feu.
Ce cylindre se termine de préférence par un ajutage tubulaire qui lui est relié et qui est disposé axialement, à diamètre de préférence plus réduit, ajutage qui est fermé à sa face supérieure et dont l'enveloppe présente également un grand nombre d'ouvertures d'échappement d'air uniformément réparties.
En cas d'existence de cet ajutage tubulaire supplémentaire, les vapeurs d'huile s'échappant de la chambre de vaporisation sont d'abord enrichies d'air primaire s'échappant des ouvertures dans le cylindre, qui se combine avec les vapeurs d'huile pour former un mélange de vapeur d'huile et d'air prêt à la combustion, mélange auquel est encore ajouté de l'air secondaire supplémentaire à travers les ouvertures dans l'enveloppe de l'ajutage tubulaire.
Au lieu de prévoir des ouvertures d'échappement d'air dans l'enveloppe du cylindre on peut également prévoir sur cette enveloppe des ailettes ou nervures creuses uniformément réparties et en communication avec l'intérieur du cylindre, ailettes qui font saillie radialement et qui présentent au moins deux ouvertures d'échappement disposées l'une au-dessus de l'autre, de direction tangentielle pour l'air de combustion arrivant à travers le cylindre et les ailettes.
Dans cette forme d'exécution du cylindre avec des ailettes faisant saillie radialement, l'air primaire est transféré en .direction radiale aux va- peurs d'huile montant de la chambre de vaporisation de sorte qu'un mélange intime des vapeurs d'huile avec l'air primaire est obtenu.
Un meilleur mélange peut encore être obtenu par le fait que sur les arêtes extérieures des ailettes sont disposées des surfaces de guidage ou déflectri- ces supplémentaires de direction tangentielle, disposées au moins devant la zone des ouvertures d'échappement d'air. Lorsque les ailettes font en outre un angle d'environ 20 à 25 avec la verticale, l'air de combustion s'échappe d'abord des ailettes suivant une direction inclinée vers le bas pourremonter ensuite en spirale après-mélange avec la vapeur d'huile.
Lorsqu'afin d'avoir une consommation d'énergie électrique la moins grande possible, l'installation de préchauffage électrique doit être coupée après une durée de mise en marche brève,, la chaleur nécessaire qui doit être transmise à la chambre de vaporisation doit être produite par une combustion du mélange de
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vapeur d'huile et d'air ayant lieu en partie à proximité de la chambre de vapo- risation. A cet effet on prévoit dans l'enveloppe extérieure de la chambre de vaporisation, directement au-dessous de la plaque de recouvrement de cette der- niète, des ouvertures d'échappement supplémentaires de direction tangentielle, d'où peuvent s'échapper les vapeurs d'huile produites dans la chambre de vaporisation pour brûler après alimentation d'air primaire à côté de la chambre de vaporisation.
Une forme d'alimentation particulièrement avantageuse de l'air primaire est obte- nue par le fait que les ailettes disposées sur le cylindre font saillie vers le bas latéralement de l'enveloppe extérieure de la chambre de vaporisation de maniè- re telle que l'air de combustion s'échappant des ouvertures tangentielles prévues en supplément dans les extrémités des ailettes vient rencontrer directement les vapeurs d'huile s'échappant latéralement de la chambre de vaporisation et se mélange intimement avec celles-ci pour former un mélange de vapeur d'huile et d'air prêt à la combustion.
Pour que la combustion des vapeurs d'huile s'échappant des ouvertures latérales de la chambre de vaporisation ait lieu dans la mesure du possible à proximité immédiate de l'enveloppe extérieure de la chambre de vaporisation, on prévoit des surfaces de guidage entre les ouvertures d'échappement prévues dans la partie supérieure des ailettes et les ouvertures d'échappement supplémentaires prévues aux extrémités des ailettes, surfaces de guidage qui d'étendent jusqu'aux ailettes voisines et qui, lorsque les ailettes sont inclinées, ont également une inclinaison correspondante par rapport à l'horizontale, de sorte que les gaz de combustion sont tout d'abord refoulés vers le dessous.
Pour empêcher une remontée trop rapide des gaz de combustion dans la chambre de combustion, on prévoit de préférence au-dessus des ouvertures d' échappement d'air dans l'enveloppe de l'ajutage tubulaire, des surfaces déflec- trices faisant saillie latéralement, qui freinent la remontée des gaz de combus- tion. Au-dessus de ces surfaces déflectrices l'ajutage tubulaire peut présenter encore au moins une couronne supplémentaire d'ouvertures d'échappement d'air, par lesquelles de l'air de combustion additionnel est injecté dans le mélange de vapeur d'huile et d'air dont une partie peut n'avoir pas brûlé complètement.
Le dispositif d'allumage proprement dit est de préférence disposé au-dessus des ouvertures d'échappement des vapeurs d'huile, et de préférence dans la zone des ouvertures d'échappement d'air prévues dans l'ajutage tubulaire, et ce dispositif peut être fixé soit à la face intérieure de la chambre de combustion, soit à l'ajutage tubulaire. Dans ce dernier cas les conducteurs pour la résis- tance électrique d'allumage traversent l'ouverture centrale de la chambre de vaporisation, le cylindre qui s'y raccorde et l'ajutage tubulaire.
Un brûleur d'huile de chauffage (mazout) du type précité est de pré- férence utilisé dans un foyer qui présente une chambre de combustion raccordée à une cheminée ou similaire et un réservoir d'huile relié au brûleur par une conduite d'alimentation. Dans ce cas le brûleur est fixé sur une plaque de base horizon- tale, venant occuper toute lsection transversale de la chambre de combustion.
Cette plaque de base présente un évidement correspondant à l'ouverture centrale de la chambre de vaporisation du brûleur, évidement à travers lequel l'air de combustion peut,pénétrer par le dessous dans le brûleur et par conséquent dans la chambre de combustion du foyer. Lorsque la chambre de combustion a la forme d'um cylindre, la paroi intérieure de la chambre de combustion se trouve sous 1' action de flammes uniformément réparties dirigées en substance radialement vers l'extérieur.
Contrairement à un foyer au charbon, qui ne peut généralement être commandé qu'avec très peu de précision par l'admission d'une quantité plus ou moins grande d'air de combustion, un foirer à huile (mazout) permet une régulation beaucoup plus précisa du processus de combustion. Pour pouvoir tirer un parti complet des avantages liés à une régulation précise, les foyers à combustibles liquides sont de préférence munis d'une installation de régulation spéciale.
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On connaît par exemple une installation de régulation appropriée aux foyers à combustibles liquides, qui est équipée d'un thermostat réagissant à la température du local à chauffer, thermostat qui d'une part sert à la commande de l'installation de préchauffage électrique provoquant la Vaporisation de l'huile et qui d'autre part sert à la commande d'une valve électromagnétique commandant l'admission de l'huile. Il est vrai qu'une installation de ce type permet de produire la miseen:marche et 1 arrêt du foyer à huile et par conséquent aussi d'adapter la combustion à la température régnant dans le local; toutefois une telle installation ne convient pas pour empêcher la mise en marche du foyer à huile, lorsqu'il n'y a pas suffisamment de combustible ou lorsqu'un des organes du foyer est hors service.
Ces inconvénients peuvent être supprimés par le fait qu'un organe de commande servant d'organe de sécurité contre le manque de combustible est monté en série avec le thermostat et l'installation de préchauffage électrique, et qu'en outre la valve électromagnétique est montée conjointement avec un organe de commande qui réagit en fonction de la température de l'installation de pré- chauffage électrique, organe de commande qui est réglé à une valeur minimum, en parallèle à l'installation de préchauffage.
Cet organe de commande qui de préfé- rence est constitué par un régulateur à bimétal est réglé de manière telle que le circuit électrique de la valve électromagnétique est ouvert dès que la tempé- rature de l'installation de' préchauffage ou du brûleur et par conséquent la chaleur émise par l'un ou l'autre de ces deux organes devient inférieure à un minimum déterminé.
Ce couplage spécial prévu par l'invention est avantageux en ce sens que, en cas de manque de combustible, l'organe de commande ne ferme pas seule- ment la valve électromagnétique, mais coupe également l'installation de pré- chauffage électrique. Les mêmes arrêts sont produits lorsque le thermostat coupe le circuit électrique après qu'une température suffisante dit local ait été attein- te.
Si par contre une perturbation se produit dans l'installation de préchauffage électrique, ou si celle-ci, après avoir atteint une température suffisante, est coupée de manière connue en soi par un organe de commande sensible à la tempé- rature et réglé à une température maximum déterminée, la valve électromagnétique de combustible reste ouverte de sorte que le combustible peut continuer à alimen- ter le brûleur et que le foyer reste en activité.
L'autre organe de commande monté conjointement avec la valve élec- tromagnétique en parallèle à l'installation de préchauffage, organe qui est également sensible à la température mais qui est réglé à une température minimum, a pour effet que dès que la température de l'installation de préchauffage ou la température propre du brûleur due à la combustion du combustible dans le foyer devient inférieure à la température minimum pouvant assurer la vaporisation de l'huile, l'arrivée de courant à la valve électromagnétique est coupée et celle-ci sera par conséquent fermée. Grâce à ce couplage spécial de l'installation, on obtient donc une sécurité de service du foyer qui n'a pu être obtenue jusqu'à présent.
En outre, afin de pouvoir contrôler si le foyer est prêt au service ou non, on monte de préférence dans le circuit de l'installation de préchauffage électrique une lampe de contrôle de manière telle que cette lampe s'éclaire lorsque le foyer est prêt au service. Il est évidemment aussi possible de monter la lampe de contrôle en parallèle avec le circuit de l'installation de préchauffa- ge, et de la connecter de manière telle à l'organe de commande dépendant du niveau de combustible, que la lampe s'éclaire dès que le niveau de combustible a atteint un certain minimum dans le réservoir et que lbragen de commande va bientôt couper le circuit de l'installation de réchauffement ou bien l'a déjà coupé.
Dans une forme de réalisation préférée de l'invention, la valve élec- tromagnétique et l'organe de commande réglé à une valeur minimum sont raccordés au
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réseau par l'intermédiaire d'un transformateur ou similaire, qui abaissa la tension par exemple à 6, 12, 24 ou 42 volts, et dont l'enroulement primaire peu être cou- plé en parallèle à l'installation de préchauffage électrique.
Si l'installation est équipée d'un dispositif d'allumage électrique, ce dernier est de préférence couplé en série avec la valve électromagnétique. L' avantage de ce couplage réside dans le fait que l'arrivée d'huile n'a lieu que lorsque le dispositif d'allumage électrique est également prêt à fonctionner, de sorte que 1 allumage du mélange de vapeur d'huile et d'air est assuré.
Une sécurité supplémentaire est obtenue par le fait qu'en parallèle avec la valve électromagnéticlue et l'organe de commande précité sensible à la température de l'installation de préchauffage et réglé à une valeur minimum, on prévoit une installation de chauffage électrique de faible puissance seulement, de préférence une résistance électrique qui agit sur un organe de commande supplé- mentaire sensible à la chaleur, également couplé en série avec la valve électro- magnétique et l'organe de'commande réagissant à la température de l'installation de préchauffage* En cas d'émission de chaleur insuffisante de cette installation de chauffage à faible puissance par suite d'interruption ou de perturbation d' arrivée de courant électrique,
l'organe de commande associé à cette installation de chauffage coupe le circuit de la valve électromagnétique, de sorte que cette valve se ferme et coupe l'arrivée de combustible au brûleur.
Lorsque la valve électromagnétique est équipée de deux armatures, l'urne d'elles peut de préférence être couplée en série avec le dispositif d' allumage électrique, tandis que l'autre armature est couplée conjointement avec l'organe de commande sensible à la température de l'installation de préchauffage, et réglé à une valeur minimum, en parallèle au dispositif d'allumage électrique.
Ce schéma de couplage assure également que la valve électromagnétique est unique- ment ouverte lorsque tant le dispositif d'allumage que le'dispositif de préchauf- fage sont prêts au service, ou lorsque la combustion ayant lieu dans le foyer confère au brûleur lui-même la chaleur nécessaire pour la vaporisation de l'huile.
D'autres détails de l'invention résultent de la description qui va suivre avec référence au dessin annexé, qui représente à titre d'exemple unique- ment une forme de réalisation d'un brûleur destiné à un foyer à huile (mazout) et le schéma de couplage de l'installation de commande et de régulation suivant l'invention.
La fig. 1 est une coupe longitudinale du brûleur.
La fige 2 représente une coupe transversale suivant la ligne 2 - 2,,
La fige 3 est une vue en perspective du brûleur.
La fig. 4 est une représentation schématique de la disposition du brûleur dans un foyer à huile équipé d'une installation de commande automatique.,
La fig. 5 est une représentation schématique du couplage de l'instal- lation de commande, le foyer étant froid, et
La fig. 6 est une représentation schématique correspondant à la fige 5 du couplage de l'installation de commande, en cas d'utilisation d'une valve électromagnétique d'un autre type.
Le brûleur d'huile de chauffage (mazout) représenté par la fige 1 en coupe longitudinale présente une chambre de vaporisation 2 de forme annulaire et de section sensiblement rectangulaire, montée sur une plaque de base rectan- galaire 1; l'ouverture centrale de la chambre de vaporisation 2 est désignée par le chiffre de référence 3. Directement au-dessous du fond 4 de la chambre de vaporisation 2, fond constituant une euve annulaire destinée à recueillir l'huile de chauffage qui doit être vaporisée, est disposée une installation de préchauffage
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5, qui comporte de préférence plusieurs résistances de chauffage montées en pa- rallèlepar exemple une résistance d'environ 100 watts et une résistance d'en- viron 300 watts.
Bans la plaque de recouvrement supérieure'6 de la chambre de vapori- sation 2, comme on le voit en particulier dans la fig. 2, et au bord extérieur de celle-ci, sont disposées en couronne' un grand nombre d'ouvertures d'échappement 7 du type tuyère pour les vapeurs d'huile produites dans la chambre de vaporisa- tion 2.
Pour l'adduction de l'huile de chauffage on a prévu une conduite d' alimentation 8, dont l'extrémité 9 pénètre par le dessous dans l'ouverture cen- trale 3 de la chambre de vaporisation?2. A cette extrémité 9 de la conduite d' alimentation 8 sont, comme on le voit en particulier dans la fig. 2, raccordées de préférence trois conduites de transfert d'huile 11 faisant entre elles un angle de 120 , qui pénètrent dans la chambre de vaporisation 2 et aboutissent directement au-dessus du fond'4 de celle-ci. Pour obtenir un débit d'huile aussi régulier que possible, mais pas trop grand, l'extrémité 9 de la conduite d' alimentation 8 est de préférence en forme de tuyère.
En outre les conduites de transfert d'huilo 11 sont inclinées de manière telle par rapport au fond 4 de la chambre de vaporisation 2, que le combustible sortant à l'extrémité 9 de la con- duite 8 ne circule qu'à une vitesse relativement faible dans les conduites de transfert 11 et tombe goutte à goutte sur le fond 4 de la chambre de vaporisation 2.
Au-dessus des extrémités des conduites de transfert 11 pénétrant dans la chambre de vaporisation 2 est prévu un anneau de tôle 12 disposé horizontale- ment, dont l'arête intérieure est appliquée directement contre l'enveloppe inté- rieure 13 de la chambre de vaporisation 2. La largeur de cet anneau 12 est cal- culée de manière telle qu'entre son arête extérieure et l'enveloppe extérieure 14 de la chambre de vaporisation 2 subsiste une fente annulaire 15 voisine de cette enveloppe extérieure 14.
Entre les ouvertures d'échappement 7 pour la vapeur d' huile dans la plaque de recouvrement supérieure 6 de la chambre de vaporisation 2 et cet anneau 12 est disposé horizontalement à une certaine distance de l' anneau 12 un anneau de tôle 16 similaire, dont cependant l'arête extérieure est appliquée contre l'enveloppe extér'ieure 14 de la chambre de vaporisation 2, anneau 16 dont la largeur est calculée de manière telle qu'entre son arête intérieure et l'enveloppe intérieure 13 de la chambre de vaporisation subsiste une fente annulaire 17 qui cette fois est voisine de l'enveloppe intérieure 13.
Grâce à cette disposition spéciale des fentes 15 et 17, les vapeurs d'huile qui montent à partir du fond 4 de la chambre de vaporisation 2 doivent circuler dans le sens de la flèche 18 horizontalement le long des surfaces extérieures des anneaux de tôle 12 et 16 'pour parvenir aux ouvertures d'échappement 7 dans la plaque de re- couvrement 6 de la chambre de vaporisation.
L'action des anneaux de tôle 12 et 16 sur les valeurs d'huile qui les balaient est dduble : d'une part une résistance est opposée à la circulation des vapeurs d'huile, de sorte qu'une certaine pression dynamique prend naissance à l'intérieur de la chambre de vaporisation 2, pression qui empêche une entrée non désirée dair de combustion dans la chambre de vaporisation 2;
d'autre part, les anneaux de tôle 12 et 16 font fonction de surfaces de chauffe supplémentaires, et transmettent la chaleur qui leur est fournie du carter de la chambre de va- porisation 2 aux vapeurs d'huile qui les balaient, de sorte qu'une vaporisation subséquente intense a lieu, au cours- de laquelle des particules d'huile éven- tuellement non encore complètement vaporisées se vaporisent complètement, et que les vapeurs d'huile peuvent brûler dans leur totalité après échappement de la chambre de vaporisation 2 et après mélange avec l'air de combustion.
Sur la plaque de recouvrement supérieure 6 de la chambre de vaporisation
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2 est prévue en outre une rigole circulaire 19 à section transversale en forme de U, dont la branche extérieure 21 recouvre vers l'extérieur les ouvertures d' échappement 7 pour les vapeurs d'huile et dont la branche intérieure 22 sert au centrage d'un cylindre 23 recouvert en haut, posé sur la chambre de vaporisation 2, cylindre 23 dont le diamètre extérieur a est plus faible que le diamètre in- térieur b de la couronne des ouvertures d'échappement 7 disposées dans la plaque de recouvrement supérieure 6 de la chambre de vaporisation 2.
Comme le montre en particulier la figo 3, on a prévu sur l'enveloppe extérieure 24 du cylindre 23 des ailettes ou nervures 25 creuses, faisant saillie radialement et en communication avec l'intérieur du cylindre, qui sont réparties uniformément, dans lesquelles on a pratiqué par exemple trois ouvertures d'échap- pement superposées 26, dirigées tngentiellement, pour l'air de combustion cir- culant dans le sens des flèches 27 à travers l'ouverture centrale 3, le cylindre 23 et les ailettes 25.
Lorsque les ailettes 25 présentent, en plus de leurs tôles de guidage ou de déflexion 28 faisant saillie tangentiellement le long de leurs arêtes, encore une inclinaison de 20 'à 25 , l'air de combustion circulant à travers le cylindre 23 et les ailettes 25 s'échappe en direction tangentielle suivant les flèches 29 des ouvertures 26 prévues dans les ailettes 25 et vient rencontrer les vapeurs d'huile s'échappant dans le sens des flèches 31 des ou- vertures 7 dans la plaque de recouvrement supérieure 6 de la chambre de vaporisa- tion,
se mélange intimement avec ces vapeurs et monte en spirale suivant les flèches 32 sous forme de mélange de vapeur d'huile ét d'air prêt à la combustion vers la chambre de combustion se trouvant au-dessus du cylindre 230
Pour fournir à ce mélange de vapeur d'huile et d'air l'air secondaire nécessaire à une combustion complète, suivant les sens des flèches 33 et 34, on a disposé sur le cylindre 23 un ajutage tubulaire 35 à plus faible diamètre, dont l'enveloppe 36 présente un grand nombre d'ouvertures d'échappement d'air 37 pour l'air secondaire réparties uniformément, ces ouvertures étant disposées de ma- nière telle que les lignes de jonction d'ouvertures 37 disposées l'une au-dessus de l'autre font un angle de 10 à 30 par rapport à la verticale.
Pour la sé- paration de l'air de combustion arrivant par'l'ouverture centrale 3 dans la cham- bre de vaporisation 2, la partie inférieure de forme conique 38 de l'ajutage tubulaire 35 pénètre dans le cylindre 230
En outre, on a prévu au-dessus de ces ouvertures d'échappement d'air 37 un anneau de tôle 39 sur l'enveloppe 36 de l'ajutage tubulaire, anneau qui fait saillie vers l'extérieur et qui, comme le montre la figo 4, coopère le cas échéant avec un anneau de tôle 43 supplémentaire disposé sur le paroi intérieure 41 de la chambre de combustion 42 et entourant concentriquement l'anneau 39, ce qui empêche une montée trop rapide des gaz de combustion.
Au-dessus de cet anneau de tôle 39 on a prévu dans l'enveloppe 36 de l'ajutage tubulaire une couronne supplémentaire d'ouvertures d'échappement d'air 44, par lesquelles de l'air de combustion est encore fourni aux gaz de combustion ayant déjà passé entre les anneaux de tôle 39 et 43, de sorte que les vapeurs d'huile qui éventuellement n'ont pas encore brûlé complètement dans ces gaz de combustion peuvent effectuer une combustion complète.
Pour l'allumage du mélange de vapeur d'huile et d'air qui monte dans le sens des flèches 32 on a disposé directement au-dessus du cylindre 23 un dis- positif d'allumage électrique 45 dans l'enveloppe 36 de l'ajutage tubulaire, dispositif d'allumage.dont la résistance d'allumage 46 fait saillie en direction radiale'par rapport à l'enveloppe de cylindre 24. Les conducteurs électriques 47 du dispositif d'allumage 45 peuvent passer à travers l'ouverture centrale 3, le cylindre 23 et l'ajutage tubulaire 350
Comme on le voit en particulier dans les figs. 1 et 2, on a prévu en outre des ouvertures d'échappement supplémentaires 48 dirigées tangentiellement dans l'enveloppe extérieure 14 de la chambre de vaporisation 2 entre l'anneau de
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tôle supérieur 16 et la plaque de recouvrement 6.
Ces ouvertures d'échappement 48, dont le nombre correspond à celui des ailettes creuses 25 disposées sur 1' enveloppe de cylindre 24, sont décalées par rapport à ces ailettes 250 Pour pou- voir fournir directement de l'air de combustion aux vapeurs d'huile qui s'échappent à travers ces ouvertures 48, les ailettes 25 sont prolongées vers le bas et pré- sentent une paire d'ouvertures d'échappement d'air supplémentaires 49 au niveau de ces ouvertures 48, les ouvertures 49 étant dirigées vers l'enveloppe extérieure 14 de la chambre de vaporisation 2 et par conséquent aussi vers les ouvertures supplémentaires 48 pour vapeurs d'huile. En outre, comme on le voit dans la fige 3, on a prévu des tôles de guidage ou déflectrices supplémentaires 51 entre les ,
ouvertures d'échappement d'air supérieures 26 prévues dans les ailettes 25 et les ouvertures supplémentaires 49, ces tôles 51 étant'perpendiculaires aux parois radiales des ailettes 25 et formant donc également un angle de 20 à 25 avec 1' horizontale; ces tôles 51 s'étendent des parties faisant saillie vers le dessous des ailettes 25 jusqu'aux ailettes 25 voisines et empêchent une montée du mélange de vapeur d'huile et d'air qui se forme au-dessous de ces tôles 51, de sorte que ce mélange entre en combustion directement à côté de l'enveloppe extérieure 14 de la chambre de vaporisation 2 et chauffe cette dernière.
Le fonctionnement du brûleur à huile de chauffage (mazout) représenté par les figs. 1 à 3 est le-suivant :
Lorsque le brûleur suivant l'invention doit être mis en marche, il faut d'abord mettre en activité l'installation de préchauffage 5 qui réchauffe le fond 4 de la chambre de vaporisation 2. Ensuite la vanne 52 d'un réservoir d'huile 53 raccordé par l'intermédiaire de la conduite d'alimentation 8 est ouverte, de sorte que l'huile de chauffage passe jusqu'aux conduites de transfert 11, d'où par suite de leur pente elle tombe goutte à goutte sur le fond 4 de la chambre de vaporisation 2. Lorsque les gouttes d'huile tombent sur le fond 4 réchauffé par l'installation de préchauffage 5, elles se vaporisent très rapidement.
Les vapeurs d'huile ainsi formées circulent ensuite dans le sens de la flèche 18 le long des anneaux de tôle 12 et 16 et la chaleur émise par ces anneaux provoque leur séchage et la vaporisation intense des particules d'huile éventuellement encore liquides; les vapeurs d'huile s'échappent enfin de la chambre de vaporisation par les ou- vertures d'échappement supérieures 7 et latérales 48. Les vapeurs dhuile s' échappant de la chambre de vaporisation 2 se combinent avec l'air se trouvant dans la chambre de combustion 42 et entourant le brûleur pour former un mélange de vapeur d'huile et d'air prêt à la combustion, quiest mis à feu par'la ré- sistance 46 du dispositif d'allumage 45.
Au cours de cette combustion initiale, une dépression prend naissance dans la chambre de combustion 42, de sorte que de l'air de'combustion est aspiré à travers l'ouverture centrale 3 à partir du dessous, qui d'une part s'échappe d'abord sous forme d'air primaire des ouvertures 26 et 49 des ailettes 25 et qui d'autre part s'échappe sous forme d'air secondaire des ouvertures d'échappement 37 prévues dans l'enveloppe 36 de l'ajutage tubulaire et qui se mélange avec les vapeurs d'huile s'échappant de la chambre de vaporisation 2 pour former un mélange de vapeur d'huile et d'air combustible.
Après une durée de démarrage relativement courte la chambre de vapo- risation 2 est chauffée à une température relativement élevée à l'aide de l'instal- lation de préchauffage 5 d'une- part et de la combustion ayant lieu à proximité immédiate d'autre part, de sorte que la vaporisation de l'huile de chauffage ali- mentée augmente rapidement.
Comme la quantité de vapeur d'huile s'échappant main- tenant des ouvertures 7 dans la plaque de recouvrement 6 de la chambre de vapori- sation s'est sensiblement acdrue, l'air primaire arrivant dans le sens des flèches 27 et 29 à travers les ailettes 25 n'est suffisant que pour la formation d'un mélange de vapeur d'huile et d'air combustible qui monte vers le haut dans le sens des flèches 32 et qui ne se consume qu'an-dessus du cylindre 23 après aâmïssion
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d'air secondaire dans le sens des flèches 33 et 34 à travers les ouvertures d' échappement 37 prévues dams l'enveloppe 36 de l'ajutage tubulaire.
Comme l'anneau de tôle 39 disposé à la partie supérieure de l'ajutage tubulaire 35 empêche une montée trop-rapide des gaz de combustion, les gaz de combustion qui arrivent dams la zone supérieure de l'ajutage tubulaire ne contiennent que relativement peu de constituants non brûlés, lesquels après admission d'air de combustion supplémen- taire à travers les ouvertures 44 prévues au-dessus de l'anneau de tôle 39 brû- lent presque complètement.
Comme les vapeurs d'huile qui s'échappent par les ouvertures 48 prévues dans l'enveloppe extérieure 14 de la chambre de vaporisation 2 continuent de brû- ler directement à côté de l'enveloppe extérieure 14 de la chambre de vaporisation après adduction de l'air de combustion nécessaire à travers les ouvertures infé- rieures 49 dans les ailettes 25, et maintiennent la température de cette chambre au niveau nécessaire, l'installation de préchauffage 5 peut être coupée assez rapidement.
A ce point de vue, il est praticulièrement avantageux que les ouver- tures d'échappement d'air inférieures 49 soient dirigées vers l'enveloppe exté- rieure 14 de la chambre de vaporisation 2 et que l'air de combustion qui s'échappe de ces ouvertures vienne rencontrer directement les vapeurs d'huile sortant des ouvertures d'échappement tangentielles 48, qui se combinent avec l'air de combus- tion p o u r former un mélange 'de vapeur d'huile et d'air combustible. L'incli- naison des ailettes 25 tout comme les tôles de guidage ou déflectrioes 51 perpendi- culaires à ces ailettes font en sorte que la combustion a lieu réellement de la manière désirée directement à côté de l'enveloppe 14 de la chambre de vaporisation 2.
Dans la fige 4 on a représenté schématiquement la disposition d'un brûleur de ce type dans un foyer àhuile (mazout) constitué en substance par une chambre de combustion, cylindrique 42 et un réservoir de combustible voisin 530 Le brûleur est encore fixé sur une plaque de base 1, qui s'étend sur toute la section transversale de la chambre de combustion 42, de sorte que l'air de com- bustion aspiré du dessous me peut pénétrer que par 'L'ouverture centrale 3 du brûleur et le cylindre 23 ou l'ajutage tubulaire 35 dans la chambre de obmoustion 42.
Le brûleur est relié par la conduite d'alimentation 8 au réservoir du combustible 53. Pour qu'une admission aussi unifèrme et propre que possible de l'huile de chauffage soit assurée, on a monté entre le réservoir de combus- tible 53 et la conduite d'alimentation non seulement la vanne électromagnétique 52 réglant l'arrivée de combustible, mais également un-filtre d'huile 54 et un récipient 55 de compensation de pression.avec un flotteur non représenté.
Un or- gaze de commande 57 représenté schématiquement disposé sur le côté supérieur du réservoir de combustible 53 et commandé par un flotteur 56, qui se- trouve das le réservoir, veille par l'intermédiaire d'une installation de commande spéciale, dont le couplage est décrit plus en détail avec référence aux figs. 5 et 6, à ce que le combustible ne soit admis au brûleur que lorsqu'une quantité suffisante en est disponible et lorsque le brûleur est prêt au service.
Dams le couplage représenté par la fige 5, dont les chiffres de ré- férence sont également indiqués dans l'illustration schématique de la fig. 4, les bornes d'un secteur alternatif sont désignées de manière connue par R et S.
Dans le circuit 61 de l'installation de préchauffage électrique 5, qui présente par exemple les résistances montées en parallèle 62 et 63, est couplé d'une part le thermostat 64 du local à chauffer et d'autre part l'organe de com- mande 57, qui est commandé à partir du flotteur 56 se trouvant dans le réservoir de combustible 53 et qui est donc sensible au niveau dans ce réservoir.
En outre-on a prévu entre l'installation de préchauffage électrique 5 et l'organe de commande 57 un interrupteur 65 sensible à la température, de
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préférence sous forme de régulateur à bimétal. L'interrupteur 65 est réglé de manière telle qu'il coupe le circuit 61 de l'installation de préchauffage électri- que 5, dès que la chambre de vaporisation 2 a été portée à une température suffi- sante pour la vaporisation de l'huile de chauffage.
L'organe de commande 57 est en outre connecté directement par un con- ducteur en parallèle 66 à la branche du circuit 61 dirigée vers le pôle S du secteur. Dans ce conducteur en parallèle 66 est prévue une lampe de signal 67, qui s'éclaire dès que le courant circule dans le conducteur en parallèle 66 court- cirouté par l'organe de commande 570
On a prévu en outre un transformateur 68, qui ramène la tension du secteur à 6, 12, 24 ou 42 volts et dont l'enroulement primaire 69 est également monté en parallèle au circuit 61 de l'installation de préchauffage 5e
L'enroulement secondaire 71 du transformateur 68 par contre est con- necté par l'intermédiaire du conducteur 72 à un dispositif d'allumage électrique 73,
qui est couplé en série avec une résistance chauffante 74 de faible puissanceo En dérivation 75 à cette résistance chauffante 74 sont montés en série un organe de commande sensible à la température 76, de préférence encore un régulateur à bimétal, qui est sous l'influence de la chaleur émise par la résistance chauffante 74, ainsi que la vanne électromagnétique 52 et un organe de commande supplémentai- re 77 sensible à la température , qui est commandé par l'installation de préchauf- fage 5.
Le fonctionnement du couplage'illustré schématiquement par la figo 5 est le suivant : lorsque le thermostat 64 ferme le circuit 61 de l'installation de préchauffage électrique 5, le courant circule dans les résistances chauffantes 62 et 63, qui produisent la chaleur nécessaire pour la vaporisation du combustible en provenance du réservoir de combustible 53.
Lorsqu'il n'y a plus suffisamment de combustible dans le réservoir 53, le flotteur 56 du réservoir 53 descend par suite de l'abaissement du niveau et actionne l'organe de commande 57, qui à son tour court-circuite le conducteur en parallèle 66, de sorte que la lampè. de signal 67 s'allume et que le circuit principal 61 avec l'installation de préchauffage 5 est ouvert. En outre, l'enrou- lement primaire 69 du transformateur 68 n'est plus excité, ce qui a pour consé- quence qu'il n'y aura plus de courant ni dans le dispositif d'allumage électrique 73, ni dans la vanne électromagnétique 52. Tous les éléments du foyer sont donc au repos.
Lorsque le circuit 61 avec l'installation de préchauffage électrique 5 est fermé et que le courant circule dans les résistances chauffantes 62 et 63, l'enroulement primaire 69 du transformateur 68 couplé en parallèle au circuit 61 est excité. Il en résulte que dans le circuit 72, dans lequel se trouvent l' enroulement secondaire 71, le dispositif d'allumage électrique 73 et la résistance chauffante 74 de faible puissance il y a également du courant; en d'autres mots, le dispositif d'allumage électrique 73 est également en fonctionnement.
Lorsque le circuit 72 du dispositif d'allumage électrique 73 est ouvert pour une raison quelconque, il n'y aura pas de courant dans la résistance chauf- fante 74. Celle-ci ne peut donc pas émettre de chaleur, ce qui a pour conséquence que l'organe de commande sensible à la température 76, ayant la forme d'un ré- gulateur à bimétal, coupe le courant dans le conducteur en dérivation 75, de sorte que l'armature 78 de la vanne électromagnétique 52 n'est plus parcourue par le courant et que la vanne 52 se ferme. Une admission supplémentaire de combustible vers le brûleur en provenance du réservoir 53 n'est donc plus possible.
Si pour une raison quelconque la quantité de chaleur émise par l' installation de préchauffage électrique 5 ou par la combustion vers la chambre de vaporisation 2 est trop faible, l'organe de commande 77 sensible à la tempé- rature ouvre le circuit en dérivation 75. Il en résulte de nouveau la fermeture
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de la vanne électromagnétique 52 et un arrêt de l'arrivée de combustible.,
Le couplage conforme à l'invention suivant le schéma de la figo 5 assure donc qu'un fonctionnement du foyer est impossible lorsque a) le thermostat 64 a arrêté le fonctionnement de l'installation; b) l'organe de commande 57 a ouvert le circuit 61 par suite de manque de combustible;
, c) l'installation de préchauffage électrique 5 ou la combustion ayant lieu à proximité immédiate-de la chambre de vaporisation 2 ne produisent pas la chaleur nécessaire pour la vaporisation du combustible ; d) le circuit 72 du dispositif d'allumage électrique 73 est ouverte
La fig. 6 enfin représente un couplage similaire du dispositif de commande suivant l'invention, dans lequel les éléments identiques sont désignés par des chiffres de référence identiques. Dans ce dispositif de commande un peu différent on n'utilise pas une vanne électromagnétique 52 avec une seule armature 78 mais une vanne électromagnétique 79 avec les deux armatures 81 et 82.
Dans ce couplage l'armature 81 se trouve dans le circuit 72 du dispositif d'allumage électrique 73, tandis que l'armature 82 se trouve dans le circuit en dérivation 83 et est couplée en série avec l'interrupteur 77 sensible à la température.
Le couplage illustré par le schéma de la fig. 6 fonctionne en sub- stance de la même manière que celui de la fige 5. Lorsque le circuit 72 du dispositifd'allumage électrique 73 est ouvert pour une raison quelconque, le courant circule uniquement dans l'armature 82. Comme la puissance de cette ar- mature n'est pas suffisante pour ouvrir la vanne électromagnétique 79, il n'y a plus d'arrivée de combustible en cas d'ouverture du circuit 72 du dispositif d'allumage électrique 73.
Le même effet est obtenu lorsque le circuit en dérivation 83 est ouvert, car dans ce cas la puissance de l'armature 83 n'est pas suffisante pour ouvrir la vanne électromagnétique 790 Dans ce cas également il n'y a pas d'arri- vée de combustible du réservoir 53 au brûleur,, Le fonctionnement des autres éléments de commande est identique à celui décrit avec référence à la fige 5.
Grâce au couplage des éléments de commande suivant l'invention les fonctions des différents organes sont bien protégées l'une par rapport à l' autre, et on a la.certitude absolue que le foyer ne peut être mis en marche que lorsque le fonctionnement de tous les organes est impeccable.
REVENDICATIONS. l. Procédé pour la combustion d'huile de chauffage (mazout), dans lequel celle-ci est alimentée sous forme de gouttes au brûleur d'un foyer et est vaporisée dans une chambre fermée pouvant être chauffée, présentant des ou- vertures d'échappement dirigées vers la chambre de combustion, avant le processus de combustion, pour passer dans la chambre de combustion et y être mélangée avec l'air de combustion afin de former un mélange de vapeur d'huile et d'air combus- tible, caractérisé en ce que les vapeurs d'huile qui s'élèvent du fond (4) de la chambre de combustion (2) passent devant des surfaces de chauffe (12,16) pro- duisant également une pression dynamique dans la chambre de vaporisation (2).