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"Dispositif de chauffage par huile minérale."
On connaît des dispositifs de chauffage par huile minérale que l'on utilise communément sous différentes formes d'exécution et dont le fonctionnement repose sur le principe de la pulvérisation par pompe et soufflerie. Il n'a pas manqué non plus de projets de gazéification de l'huile pour amener les gaz à la chambre de combustion ; cependant, jusqu'à présent on n'a pas trouvé la solution du problème consistant à assurer convenable-;; ,
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La présente invention a pour objet un'::"'. ' 'Î;"" ', .. ;j'ppj,:: ' .=.): . " ;,.<".. >.(p;¯ .::: .;/.?$" " . j"' . ' .?'g((.= " -"? ")i; ..: ?.,,;t?..;.>, chauffage par huile minérale obtenu par des moyens très simples
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entretenant automatiquement la gazéification après le démarrage sans qu'il soit nécessaire de prévoir de dispositif/particuliers
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Le chauffage par huile minérale conforme à l'inven- tion est caractérisé par le fait qu'il comprend pour la gazéifi- cation deux suraces cylindriques métalliques disposées l'une dans l'autre et dont la forme correspond à celle de la chambre de com- bustion, ces deux cylindres constituant ensemble une enceinte de gazéification fermée hermétiquement et enfermant la chambre de combustion formée par la chambre intérieure ;
part, l'en- ceinte de gazéification est subdivisée en deux compartiments séparés l'un de l'autre et dont l'un est plus petit que l'autre et reçoit les/tuyères d'alimentation servant aux conduits d'amenée d'huile et d'évacuation des gaz vers la veilleuse, tandis que le compartiment de gazéification de plus grande dimension est raccor- dé aux conduits d'amenée d'huile et d'évacuation des gaz alimen- tant le brûleur servant au chauffage proprement dit.
EXEMPLE : la chambre de combustion comporte elle-même une paroi cylindrique double entourant l'enceinte de combustion et elle comporte un ajutage auquel sont amenés l'air et le gaz.
La paroi cylindrique double forme une enceinte fermée d'une manière parfaitement étanche entourant la chambre de combus- tion proprement dite. Danette enceinte étanche, on fait débou- cher, de préférence à son extrémité supérieure, les conduits d'ame- née d'huile et d'évacuation des gaz. A l'intérieur de l'enceinte sont disposées des nervures de guidage et de répartition qui assu- rent l'application de l'huile introduite le long de la paroi de l'enceinte annulaire.
De plus, cette enceinte annulaire est subdivisée en deux compartiments. Le compartiment supérieur avec les conduits d'amenée et d'évacuation sert à l'entrée et à la sortie de l'huile et des gaz réglées en fonction de la température désirée dans la
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chambre de combustion. Dans le compartiement inférieur,qui est
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complètementermé,'e-'rouvent''lconàtamene ïiÏ,'e ;é'- , " ',t ,.''r, "ëo'âr ou nc, ..à , con,auits d'évacuaton de gaz de dimensions.minima. La quantité d'huile est dosée de telle manière que l'huile gazéifiée serve à l'entre- tien d'une petite flamme de veilleuse.
Aprèsallumage du brûleur, cette flamme'de veilleuse continue à brûler, tandis que l'amenée de gaz au brûleur à partir du compartiment supérieur est réglée par voie thermostatique, en fonction de la température ambiante ou de la température de chaudière. Pour allumer le brûleur, on introduit, dans une coupelle collectrice sur laquelle le brûleur. est monté et à l'aide d'un piston de compression que l'on peut commander par l'extérieur et qui pulvérise en une seule fois, une petite quantité d'huile pénétrant à l'intérieur de cette coupelle:
Cette huile est enflammée à l'aide d'une allumette ou d'un allu- moir.
La chaleur développée à ce moment suffit pour gazéifier, dans le compartiment inférieur près duquel se trouve la coupelle collectrice, la petite quantité d'huile qui est introduite dans ce compartiment inférieur. L'huile gazéifiée sort de la chambre pour être amenée par le conduit correspondant dans l'ajutage et elle est allumée par la flamme de l'huile en combustion.
La chaleur dégagée par la veilleuse sert à gazéifier également l'huile pénétrant dans la chambre supérieure de plus grandes dimensions. Le.- gaz sortant de la chambre supérieure pé- nètre à nouveau dans l'ajutage et il se produit ainsi une flamme à une température suffisante pour chauffer l'eau et amener ainsi le thermostat dans une position pour laquelle il arrête l'introduc- tion d'huile dans le compartiment supérieur. A ce moment, seule la veilleuse fonctionne encore.
Le réglage de l'amenée d'huile se fait en une fois par l'ouverture ou la fermeture d'une soupape à bille électromagnétique qui peut être, par exemple, du type décrit dans le brevet allemand n 1.016.528. Cette soupape est établie,de telle
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manière qu'une commande unilatérale sert à l'ouverture et à la fermeture. La bobine électromagnétique reçoit, par l'intermédiaire du thermostat, un courant servant à fermer la soupape, de telle sorte que la bille est ramenée par l'électro-aimant sur son siège.
Il est avantageux d'utiliser à cet effet un noyau d'électro-aimant comportant un aimant suceur ou en forme de U pour assurer la fermeture du circuit magnétique sur la bille.
Il est également évident que l'on peut utiliser une soupape électromagnétique ordinaire pour la fermeture et l'ouverture de l'amenée d'huile. Le chauffage de la chambre de gazéification peut ainsi être effectué par une résistance de chauffage.
Plus particulièrement dans les cas où l'on utilise le chauffage à l'huile pour le service d'installations de chauffage central ou de grandes installations de chaudières, il est avantageux d'avoir recours à un chauffage préliminaire par voie purement électrique avec allumage électrique. On peut donc appliquer les principes ci-dessus à la manière habituelle pour le chauffage par huile. Dans le cas des chauffages domestiques, avec des fours à huile simples sous forme de poêles ou de fourneaux en fonte, on peut préférer le fonctionnement sans raccordement au réseau électrique avec une mise en marche du four par flamme d'huile minérale qui est plus simple, plus économique et parfaitement satisfaisante. La durée du chauffage préalable est alors très faible, étant donné qu'elle sert uniquement à déclencher la gazéification de l'huile.
Le réglage de la quantité de combustible introduite dans le compartiment de gazéification supérieur peut être effec- tué de différentes manières. Sois sa forme la plus simple, utilisée pour des/poêles, on a recours à une membrane de compression soumise à l'action d'un pointeau et montée dans l'amenée d'huile.
La contre-pression agissant sur cette membrane est réglée à une valeur déterminée par réglage à la main. Cette contre-
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pression correspond, à chaque moment, à la hauteur de la flamme obtenue donnant la température de la chambre de combustion dépen- dant elle-même de la quantité d'huile fournie. Le réglage est assuré en fonction de la température extérieure, d'après les di- mensions des pièces à chauffer et de la température que l'on veut obtenir dans ces pièces. En augmentant la contre-pression, on obtient dans la chambre de gazéification une pression plus élevée, jusqu'à ce que la membrane se déplace, ce qui produit la gazéifi- cation d'une plus grande quantité d'huile que l'on fait brûler ensuite. Les pressions sont, en général, de l'ordre de 0,5 à 2 atmosphères absolues pour des poêles domestiques.
Aussitôt que la pression s'élève au-dessus de la valeur déterminée dans la soupape à membrane par l'organe de réglage, cette soupape à membrane ferme l'amenée d'huile et la rouvre ensuiteulement lorsque cette pression baisse à nouveau. On obtient encore ainsi un réglage automatique des poêles domestiques. Pour empêcher l'huile de s'introduire dans l'enceinte de gazéification, lorsque l'on arrête le régulateur ou lorsqu'on amène au zéro ce régulateur, on utilise avantageusement une soupape à membrane comportant deux pointeaux, de telle sorte que'l'un des cônes terminant les pointeaux ferme complètement l'amenée de l'huile lorsque la membrane n'est plus soumise à pression. On peut établir de telles membranes d'une manière très simple et ces soupapes n'ont besoin d'aucun entretien et ne sont soumises à aucune usure.
On peut encore renoncer, pour des formes d'exécution plus simples, à l'utilisation d'une soupape à m:mbrane et l'on règle simplement à la main l'amenée d'huile en agissant sur une soupape dont on peut régler l'ouverture. Dans cecas, une quantité d'huile pénètre dans le compartiment de gazéification supérieur, quantité qui est déterminée par l'ouverture de la soupape et la flamme dans le brûleur correspond à cette quantité d'huile. Etant donné que la veilleuse continue à brûler, il n'est plus possible
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à l'huile de s'écouler, comme cela était le cas jusqu'à présent pour les poêles domestiques.
Pour qu'il ne puisse jamais entrer d'huile dans le compartiment supérieur de l'enceinte annulaire pour y être gazéifiée, même dans le cas de brûleurs commandés à la main, au-delà de ce qu'il faut pour maintenir la flamme de chauffage, il faut intercaler dans l'amenée de gaz allant du com- partiement inférieur à la. veilleuse, une petite soupape fonction- nant sous pression et destinée à arrêter l'introduction d'huile dans le compartiment supérieur lorsque la flamme de la veilleuse est éteinte. Cette soupape fonctionnant sous pression peut être établie d'une manière très simple pour ouvrir et fermer simple- ment cette amenée sous l'action de la pression du gaz. Cette dis- position empêche dans le cas de poêles domestiques à commande manuelle.
Pour des dispositifs de chauffage à huile plus impor- tants, servant au chauffage de chaudières ou d'installations à chauffage central, il est nécessaire d'utiliser un réglage automa- tique de l'amenée d'huile. Pour de telles installations, on peut utiliser cependant toujours le raccordement avec un réseau de courant alternatif. Une commande électronique est donc particu- lièrement indiquée dans ce cas.te démarrage de l'installation est toujours assuré par un thermostat placé dans les pièces à chauffer, par l'intermédiaire du thermostat de chaudière. Ce der- nier commande un relais à contact lorsque le chauffage doit re- prendre. Ainsi, il n'est pas nécessaire, en général, de mesurer chaque fois la quantité d'huile introduite et il faut, au con- traire, mettre en circuit une quantité déterminée à l'avance, que l'on arrête ensuite.
La veilleuse brûle d'une manière continue pour ces chauffages à huile. Si l'amenée d'huile au compartiment supérieur de gazéification est arrêtée,or gazéifie à nouveau, immédiatement après mise en marche par l'intermédiaire du ther- bre mostat de chaudière, l'huile recommançant à pénétrer dans la cham.-
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supérieure pour être amenée au brûleur. Il est parfaitement suffi- sant, dans ce cas, d'intercaler une soupape de sécurité dans l'a- menée de gaz, cette soupape étant réglée pour une pression maxima déterminée et fermant l'amenée d'huile lorsque cette pression est atteinte.
Dans le cas d'installations entièrement automatiques, il est également possible d'assurer l'amenée d'huile par l'intermédiaire d'une pompe pompant l'huile hors de son réservoir pour l'introduire dans la chambre de gazéification. La pompe peut être entraînée par une petite turbine à gaz intercalée dans la conduite d'amenée des gaz. Il est cependant préférable, en raison de la température élevée des gaz, d'utiliser pour la commande de la pompe un dispositif entièrement électronique indépendant de toutes les conduites d'amenée et d'évacuation d'huile et de gaz.
La pompe est entraînée par un petit moteur électrique et présente deux sorties aboutissant respectivement à l'alimentation du compartiment de gazéification inférieur et au compartiment de gazéification supérieur. Le réglage de la vitesse de rotation de la pompe est commandé par voie électronique. On utilise à cet effet un indicateur de température formant thermostat de chaudière et comportant une résistance semi-conductrice dépendant de la température. Le thermostat comprend, dans ce cas, non plus un relais, mais simplement une résistance constituée par un semi-conducteur sensible à la température. Une telle résistance semi-conductrice est intercalée dans un pont alimenté en courant par le réseau.
Un deuxième élément de pompe comporte un organe de réglage étalonné d'après la valeur désirée de la température de l'eau nécessaire à l'obtention de la température prévue pour les pièces à chauffer.
Le thermostat placé dans ces pièces détermine cette valeur désirée pour la température de l'eau. Le pont est monté de telle manière que lorsque la valeur réelle de la température atteint la valeur désirée, il ne passe plus dans la diagonale de mesure du
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pont qu'un courant permettant la marche à vide de la pompe par l'intermédiaire du moteur. La vitesse de rotation à vide est elle- même déterminée de telle manière que la pompe ne refoule qu'une , petite quantité d'huile pour l'entretien de la veilleuse. Sui- vant la valeur de l'écart entre la température réelle de l'eau servant au chauffage et la valeur désirée, le moteur fait tourner la pompe, de manière à ce que la pompe tourne plus ou moins rapi- dement et avec un débit plus ou moins élevé.
On est, en ..'effet, certain ainsi d'obtenir le chauffage le plus économique avec une dépense de combustible réduite au minimum. Le bruleur travaille, lorsqu'il existe de grandes différences entre la température am- biante et la température de chauffage des pièces et, par suite, une grande différence entre les valeurs effective et désirée de la température de l'eau dechauffage, de manière à présenter une température de combustion élevée et une flamme de chauffage très longue.
Aussitôt que la différence se réduit, le brûleur se règle de lui- même sur une.valeur minima nécessaire au maintien du chauffage.
Pour de tels moteurs d'entraînement, réglés en ce qui concerne leur puissance et leur vitesse de rotation, on se trouve en face d'un grand nombre de groupes sur le marché, groupes utilisés déjà pour d'autres applications. Etant donné que l'on peut obtenir toute tension désirée:ià la sortie du pont, on peut utiliser avan- tageusement des moteurs de réglage pour de faibles tensions; ceci est également avantageux en ce sens qu'il n'y a pas lieu de tenir compte de prescriptions particulières pour de telles installations.
De même, lorsque l'on utilise des moteurs polyphasés asynchrones, on dispose de groupes et de dispositifs de réglage réglant le moteur d'entraînement d'après la fréquence. Lorsque 1!on utilise de tels moteurs et de tels dispositifs de réglage, il suffit de régler directement l'oscillateur par l'intermédiaire de la température pour obtenir une fréquence variable. On règle
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la machine d'entraînement de la pompe en fonction de la tempéra- ture de manière à refouler la quantité d'huile nécessaire. L'en- ceinte de gazéification permet, d'ailleurs, également d'assurer la commande de la température de la paroi extérieure. A chaque température de chambre de combustion avec une hauteur de flamme déterminée correspond une température de la chambre de gazéifica- tion elle-même.
Si l'on applique à la surface extérieure de l'en- ceinte de gazéification une sonde en une matière appropriée indi- quant la température, on peut, en utilisant la résistance de cette sonde, résistance qui correspond toujours à la température de la paroi extérieure, assurer la commande électronique de la pompe. Les résistances semi-conductrices à coefficient de tempé- rature négatif conviennent également bien dans ce cas. De telles résistances semi-conductrices sont disponibles en toutes dimen- sions et sous toutes les formes nécessaires. Si l'on monte la résistance semi-conductrice dans une branche d'un pont, on peut introduire dans l'autre branche une résistance-réglable réglée elle-même sur la valeur désirée de la résistance semi-conductrice pour la température désirée dans l'enceinte de gazéification.
Cette résistance de réglage peut être commandée directement par le thermostat de chaudière par l'intermédiaire d'un petit servo- moteur. Il est également possible d'avoir recours à un réglage magnétique de la résistance de réglage. La valeur de cette résis- tance de réglage est déterminée en fonction de la température dési- rée de l'eau, de tellé sorte que lorsque l'on atteint la tempéra- ture correspondante dans l'enceinte de gazéification, la diagona- , le du pont ne reçoit plus de courant et/que. par suite, la pompe est mise alors hors circuit par l'intermédiaire d'un relais ; si la température se met à tomber, la pompe est remise en marche par l'intermédiaire d'un relais.
Il est également possible d'introdui- re directement la résistance de la sonde de température appliquée à la paroi extérieure de la chambre de gazéification dans le cir-
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cuit du relais. On choisit ainsi le schéma des connexions de telle manière que lorsque l'on atteint la température voulue
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" 'f> ':.,, ,1 .../.,. j...,\ . . dans l'enceinte de gazéification, la valeur de la résistance s'est abaissée de telle manière que le courant passant par l'enroulement du relais monté en parallèle n'est plus suffisant et que le relais revient au repos. En même temps, le réglage par des résistancesen parallèle ou en série de dimensions appropriées demeure possible.
L'ajutage est établi avantageusement de telle manière qu'il présente en son milieu une ouverture pour la veilleuse en même temps qu'un couronne d'ouvertures entourant cette veilleuse sert à la sortie du gaz formant la flamme de chauffage proprement dite. L'amenée de l'air est effectuée à la manière habituelle comme pour tous les ajutages de brûleur de ce type.
Dans le cas de grandes installations, on peut utiliser des ajutages à plusieurs étages, de diamètres de plus en plus grands, pour accroître les écartements entre les ouvertures.
Une surveillance de la flamme telle qu'elle est nécessaire pour tous les brûleurs de combustibles liquides proposés à ce jour devient inutile dans le cas de brûleur décrit. Ceci produit une économie considérable, en même temps qu'un perfectionnement et une simplification. La surveillance de la flamme est nécessaire pour tous les autres brûleurs pour empêcher toute fuite d'huile lorsque la flamme s'éteint. Dans le dispositif décrit, il n'y a aucun risque de fuite d'huile, de telle sorte que la surveillance devient inutile. Un signal d'alarme indiquant l'extinction du brûleur peut être actionné d'une manière simple par l'intermédiaire d'un contact formé par une soupape d'ouverture et de fermeture. De même, l'exécution d'un programme avec mise en marche par,allumage d'une soufflerie, etc, n'est plus nécessaire.
Les risques de dérangement apparaissant
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ainsi antérieurement sont supprimés, en même/temps que l'élévation correspondante du coût,de l'installation. rendement thermique et la consommation d'huile sont meilleurs que dans le cas de tous les brûleurs antérieurs. Alors que ces derniers utilisent l'huile sous forme liquide, même finement pulvérisée, le dispositif conforme à l'in- vention utilise uniquement la combustion d'huile gazéifiée. Ceci supprime également l'odeur gênante/Inhérente à tous les brûleurs à huile utilisés à ce jour, en particulier dans le cas des chauf- fages domestiques.
L'établissement des ensembles de chauffage ne demande plus qu'une fraction des frais nécessaires jusqu'à présent avec les dispositifs connus. Le processus de chauffage est également simplifié d'une manière notable et les risques de dérangement par des installations de surveillance quelconques sont entièrement écartés. Le gaz brûle complètement sans aucun résidu. Il ne peut pas non plus se produire de suie, comme dans le cas des disposi- tifs de combustion d'huile antérieurs. Des essais poussés ontmon- tré que,même après plusieurs mois d'utilisation, toutes les parties de l'installation restent aussi libres de tout dépôt qu'au moment de la mise en marche.
On a constaté de plus que la consommation d'huile est réduite à une fraction par rapport aux brûleurs habituels.
Les poêles domestiques et les installations de chauf- fage central sont toujours établis en grand nombre pour des dimen- sions normalisées de pièces. Il est donc possible sans autre de prévoir des dimensions de chambres de combustion déterminées à l'avance. Par exemple, pour un poêle domestique, il suffit d'un ordre de grandeur de l'enceinte de gazéification correspondant aux dimensions d'un bec Bunsen de type connu. Pour de tels poêles, il : est même particulièrement intéressant de faire brûler le gaz sans pression et de disposer les ajutages proprement dits, servant à
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assurer le chauffage direct, au-dessus de l'enceinte de gazéification.
Le chauffage de l'enceinte de gazéification se produit, dans cecas, uniquement par la veilleuse disposée au-dessous ou à l'intérieur de l'enceinte annulaire. Dans le cas d'installations de chauffage central, il serait nécessaire de multiplier le diamètre de la chambre de combustion par 5 ou 10. Pour des installations moins importantes, telles qu'elles sont utilisées en grand nombre pour des pavillons destinés à une seule famille, etc, on peut entraîner la pompe, comme déjà indiqué, par une turbine à gaz. Cette/turbine à gaz est alors intercalée dans le conduit de gaz et est disposée de manière que le gaz se détende dans la turbine en produisant l'entraînement désiré et, par suite, seule la pression subsiste, qui assure le fonctionnement du bec de brûleur.
Le réglage de l'amenée d'huile peut également être effectué mécaniquement par un régulateur centrifuge entraîné par la turbine. Dans le cas de pression supérieures et de rotation plus rapides, on a recours à l'étranglement de l'amenée d'huile par un régulateur/centrifuge. On peut régler à tout moment ces valeurs pour le groupe moto-pompe désiré. Ainsi, on peut commander par des voies purement mécaniques de telles installations de chauf. fage sans aucun réglage électrique complémentaire. La turbine entraine la/pompe à huile directement et règle simultanément la quantité d'huile-débitée. Un réglage de l'amenée d'huile dépendant de la température de l'eau est également possible par voie purement mécanique. Dans ce cas, on utilise comme thermostat de chauffage un thermostat à liquide associé à une soupape de réglage.
Pour des températures supérieures, la soupape se referme sous l'action de la pression plus élevée régnant dans ce thermomètre jusqu'à fermeture complète au moment où l'on atteint la température réglable désirée. Etant donné que la mise en marche automatique de la pompe commandée par la turbine n'est alors plus possible, on intercale, dans ce cas, la turbine dans la conduite géné-
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rale d'amenée alimentant la veilleuse et le braleur auxiliaire.
Aussi longtemps que la veilleuse fonctionne , la turbine continue à tourner. On assure ainsi une rotation automatique à grande vi- tesse de la turbine pour amener une plus grande quantité a'huile au/brûleur principal.
L'enceinte de gazéification constituée par la paroi cylindrique double peut être exécutée d'une manière différente suivant le type de brûleur. Pour des brûleurs de petites dimen- sions, on peut donner à ceux-ci la forme d'un bec Bunsen, mais pour de plus gros brûleurs, on prend avantageusement une forme convenant au chauffage du compartiment inférieur de l'enceinte de gazéification. La forme générale de ltenceinte de gazéification peut être telle qu'elle satisfasse entièrement aux exigences de la chambre de combustion proprement dite.