CA1123285A - Procede de combustion d'un combustible liquide et bruleur pour sa mise en oeuvre - Google Patents
Procede de combustion d'un combustible liquide et bruleur pour sa mise en oeuvreInfo
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- CA1123285A CA1123285A CA327,573A CA327573A CA1123285A CA 1123285 A CA1123285 A CA 1123285A CA 327573 A CA327573 A CA 327573A CA 1123285 A CA1123285 A CA 1123285A
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
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- F23D11/00—Burners using a direct spraying action of liquid droplets or vaporised liquid into the combustion space
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- F23D11/36—Details, e.g. burner cooling means, noise reduction means
- F23D11/44—Preheating devices; Vaporising devices
- F23D11/441—Vaporising devices incorporated with burners
- F23D11/443—Vaporising devices incorporated with burners heated by the main burner flame
- F23D11/445—Vaporising devices incorporated with burners heated by the main burner flame the flame and the vaporiser not coming into direct contact
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Abstract
L'invention concerne un procédé de combustion d'un combustible liquide, ainsi qu'un brûleur pour sa mise en oeuvre. Le brûleur selon l'invention, qui est muni d'un corps creux de vaporisation, d'un moyen d'amorçage de la combustion et de moyens de chauffage pour le démarrage est remarquable en ce qu'il comporte un corps fixe, pourvu d'un canal ou conduit tubulaire de vaporisation, dans lequel est véhiculé par un fluide vecteur, comburant ou non, un combustible liquide, ledit canal ou conduit débouchant, directement ou non, dans une chambre de mélange, distincte dudit canal et qui reçoit par ailleurs un comburant, les moyens de chauffage étant aménagés pour chauffer le corps fixe au démarrage, tandis que la forme dudit corps est telle, que la flamme de combustion lèche ce dernier en partie, de manière telle que le combustible liquide est vaporisé ou gazéifié à l'abri de la flamme, au moins en partie et de préférence en totalité, dans le canal ou conduit de vaporisation.
Description
232~5 L'invention concerne un procédé de combustion d'un combustible liquide ainsi qu'un brûleur pour sa mise en oeuvre et plus particulièrement encore, une tête de combustion auto-nettoyante à combustion intégrale.
Selon un principe bien connu de brûleur, le combus-tible liquide est atomisé au moyen d'un gicleur, puis mélangé
à l'air dans une tête de combustion, avant de brûler en une flamme jaunâtre. Un système basé sur cette technique nécessite, pour que la combustion soit bonne, que la flamme se produise dans un espace suffisamment volumineux, afin que toutes les particules de combustible atomisé aient le temps de se consumer r En effet, si le foyer où se produit cette forme de combustion est trop petit, les particules liquides non consumées sont projetées sur les parois qui, à'température trop basse, provo-quent des condensations et une certaine pollution (suite, goudron, etc.), il en résulte que le rendement de combustion ainsi que le coefficient d'échange thermique de l'échangeur diminuent par l'isolation occasionnée par le film de suite qui s'est interposé entre la flamme et la paroi du foyer. En outre, le débit minimum des gicleurs est limité.
L'un des buts de l'invention est de réduire le volume des gaz de combustion permettant ainsi la réduction des dimen-sions de l'échangeur des appareils de chauffage, et en particu-lier du foyer. En effet, la combustion sous présence d'une flamme bleue, à très haute température, telle que le provoque l'appareil décrit dans la présente invention, permet de réduire la chambre de combustion d'au moins 90 %, et par conséquent de réduire le poids et donc le prix de revient des appareils dans une forte proportion.
La réduction du volume des échangeurs permet de dimi-nuer les dimensions habituelles des chaudières domestiques ou industrielles, ce qui entraîne un gain financier considérable, ~12~
la chaufferie ou l'endroit dans lequel est placé l'appareil étant d'un espace réduit.
Selon un autre principe connu de brûleur, le combus-tible liquide est gazéifié, par exemple dans un pot, et brûle ensuite, mélangé à l'air, sous forme d'une flamme jaune, parfois bleue, suivant le procédé adopté. Cette forme de combustion présente l'inconvénient d'etre difficile à contrôler, en fonction du tirage de la cheminée, et nécessite en général un excès d'air, qui réduit le rendement.
- 10 Dans un autre principe connu de brûleur, la combustion s'effectue selon les deux types de brûleur précités. Ainsi, au départ, la combustion se fait sous forme atomisée du combusti-ble liquide, par pulvérisation, au moyen d'une coupelle ou d'une cloche rotative, le combustible étant ensuite gazéifié par chauffage de la dite cloche ou coupelle. Il en résulte générale-ment une combustion par flamme bleue. Des dispositifs basés sur ce principe présentent de nombreux inconvénients, dus principalement à l'équilibre et à l'usure des pièces en mouve-ment et à leur encrassement.
Un autre but de l'invention est de permettre une combustion parfaite d'un combustible liquide, quelle que soit la puissance souhaitée, très faible (moins de 1 litre par heure) ou très élevée (plusieurs dizaines de litres par heure),sans présence d'organes de pulvérisation, tels qu'un gicleur ou une coupelle rotative. En outre, une telle combustion, sous forme par exemple d'une flamme absolument bleue, selon le type de combustible utilisé, évite toute pollution de l'atmosphère.
La combustion d'un combustible liquide, telle qu'elle se produit dans les systèmes classiques, se déroule suivant un processus au cours duquel la transformation de l'état liquide à l'état gazeux, plus ou moins bien mélangé à l'air de combus-tion, s'effectue au sein de la flamme. En effet, une tête de ~3~
brûleur à pulverisation habituelle ne-permet pas un pre-melange intime d'air et de combustible gazeifie, puisque la gazeification se fait pas explosion des micro-gouttes de com-bustible liquide atomise, explosion provoquee par la tempe-rature qui règne dans la flamme. C'est ainsi que la flamme est jaune et très mouvementee.
Il a aussi ete imagine d'entra~ner un combustible liquide par l'air comburant lui-même, de manière à obtenir en même temps, une vaporisation dudit combustible et le mélange - 10 de ce dernier avec le comburant. Cette methode de proceder presente des inconvenients, dus notamment à l'absence de pre-melange du combustible vaporise et de l'air comburant. L'inven-teur a en effet constate, que pour obtenir une bonne combustion, il etait necessaire de respecter certaines conditions et d'eta-blir un cycle en trois phases.
A cet effet, l'inventeur a mis au point et revendique un procede de combustion d'un combustible liquide, caracterise essentiellement en ce qu'il comporte les trois phases dis-tinctes et successives suivantes:
a) Vaporisation du combustible liquide à l'abri de la flamme dans un conduit ou canal chauffe par la flamme de com-bustion et dans lequel le combustible est véhiculé par un fluide vecteur comburant ou non, de manière à permettre une vaporisa-tion pelliculaire du combustible liquide et une carbonisation par pyrolise des corps non vaporisables dans ledit conduit ou canal, b) mélange du combustible vaporisé, obtenu à la phase a), avec un comburant tel que l'air, dans une chambre spéciale, a l'abri de la flamme pour obtenir un melange stoechiometrique du combustible vaporise et du comburant, et c) combustion du melange obtenu à la phase b), dans une zone appropriee, distincte des zones de vaporisation et de melange.
B
~232~3~
Ce procédé permet notamment de ~éduire l'encombre-~ment de l'élément de vaporisation., et permet un fonctionnement long et durable par auto-nettoyage.
~ La vaporisation pelliculaire permet en.effet, d'éviter tout contact entre la paroi de l'élément de vaporisation et le liquide à vaporiser, ce qui évite tout encrassement possible de cet élément, tandis que la carbonisation par pyrolise, qui consiste à porter à haute température certaines parties du brû-leur, permet d'éliminer Les éléments particulièrement denses et gras, non vaporisables. La vaporisation.pelliculaire est en fait une caléfaction, entretenue dans un dispositif approprié, si l'on considere que la calefaction est le procede physique de vaporisation d'une goutte de liquide, par une paroi, a tempe-rature elevee, cette goutte n'etant pas en contact avec ladite paroi, par suite de l'existence d'un film de vapeur, emis à
partir de la goutte elle-même, sous l'effet de l'énergie ther-mique transmise par la paroi.
Pour mettre en oeuvre ce procédé, l'inventeur propose un br~leur pour combustibles liquides muni d'un élément creux de vaporisation, d'un moyen d'amorçage de la combustion, d'un moyen de pré-chauffage pour le démarrage, d'une chambre de mélange:qui communique avec l'élément de vaporisation et qui reçoit par ailleurs un comburant, d'une zone de combustion et dont la disposition de l'élément de vaporisation est telle que la flamme de combustion chauffe ce dernier, caracterise essen-tiellement en ce que l'élément de vaporisation est forme par un canal ou conduit tubulaire ouvert et enroule dans un corps fixe et dans lequel est véhiculé, par un fluide vecteur, le com-bustible liquide, ledit conduit ou canal débouchant dans la chambre de mélange tandis que la forme dudit corps est telle que la flamme de combustion leche celui-ci en partie.
' ~Z32~35 Le combustible liquide alimente le br~leur préférablement par une pipe d'admission, débouchant dans le canal ou conduit de vaporisation, tandis que le fluide vecteur, sous forme par exemple de gaz, d'air, de vapeur ou d'eau, est introduit dans le dit canal ou conduit de vaporisation du combustible, au voisinage de la dite pipe d'admission.
Un tel dispositif permet notamment d'obtenir une vaporisation pelliculaire et une carbonisation des éléments gras, par pyrolise, en évitant ainsi tout risque d'encrassement.
- 10 En outre, la suppression du gicleur pour l'atomisation du combustible ainsi que des pièces en mouvement, font que la tête de combustion fixe susmentionnée, présente une fiabilité
mécanique très intéressante, en particulier dans le cas d'utili-sation en appareil domestique de petite puissance.
Un brûleur selon l'invention permet d'équiper les chaudières et générateurs, dont la conception est particulière-ment étudiée pour recevoir une flamme bleue, à haute température.
Avantageusement, le conduit dans lequel est véhiculé
le combustible, est constitué par un serpentin tubulaire noyé, par exemple par qurmoulage, dans le corps du brûleur, De plus, la chambre de mélange est constituée de préférence, au moins en partie par le corps, de manière telle, que celle-ci est chauffée en permanence au cours de la combustion.
Selon un mode de réalisation, un thermostat à contact inverseur est prévu pour arrêter à la température voulue, le moyen de chauffage de démarrage, sous forme par exemple d'une résistance chauffante et provoquer d'une part, l'arrivée du combustible liquide et de l'agent vecteur, dans le conduit de vaporisation, et d'autre-part, l'actionnement du moyen d'amorçage de la combustion, sous forme par exemple d'une électrode, comman-dée par l'intermédiaire d'un coffret de régulation et d'un transformateur.
B
Z3~35 Le corps peut présenter une forme sensiblement annulaire, de préférence évasée vers l'extérieur, tandis qu'une grille de comhustion ou accroche-flamme est aménagée dans la partie centrale, de manière telle que la flamme possède une position centrale et lèche le dit corps par l'intérieur.
Dans ce cas, la chambre de mélange est de préférence constituée, au moins en partie, par le corps, qui présente à
cet effet dans sa partie centrale une forme de cuvette, dans laquelle entre le comburant par un ou des ajours ménagés dans - 10 celle-ci.
Avantageuslement, une chambre de mélange final est aménagée entre la grille de combustion ou accroche-flamme et la chambre de mélange, au moyen d'un séparateur constitué par une plaque, munle d'un conduit central qui plonge dans la chambre de mélange.
Dans ce dernier cas, selon un mode de réalisation préféré, la chambre de mélange présente un orifice central d'admission du comburant, aménagé dans la paroi inférieure de celle-ci et muni d'un rebord à parois convergentes dirigées vers le conduit du séparateur et de manière sensiblement coaxi-ale, le dit conduit présentant une forme ou des parois diver-gentes.
Un autre mode de réalisation est remarquable, en ce que le corps présente un forme sensiblement tronconique, avec un moyen central de chauffage au démarrage, tandis que la grille de combustion est disposée autour du dit corps, de manière telle que la flamme annulaire lèche le dit corps par l'extérieur.
Dans ce cas avantageusement, la chambre de mélange est réalisée en deux parties, une première partie aménagée dans la partie supérieure du corps et dans laquelle débouche le conduit de vaporisation et une deuxième partie, aménagée dans la partie inférieure du corps et dans laquelle arrive le 3Z~35 comburant, les deux parties de la chambre communiquant par des orifices ménagés dans le corps, autour du moyen de chauffage, tandis qu'une chambre annulaire de mélange final est prévue sous la grille de combustion et communique avec la deuxiame partie sus-mentionnée de la chambre.
Pour ces divers modes de réalisation, un carter est fixé sous la chambre de mélange et présente un orifice, pour laisser passer la pipe d'admission du combustible liquide, un orifice pour l'agent vecteur et un orifice pour le comburant, en constituant ainsi une chambre de pré-chauffage.
De préférence, l'agent vecteur et le comburant sont de l'air, un seul orifice dans le carter étant alors prévu pour cet air, qui se dirige en partie dans le conduit de vapori-sation et en partie dans la chambre de mélange.
Il est clair toutefois, que le dispositif selon l'invention permet d'utiliser un autre agent vecteur, comme il a déjà été dit, le mélange avec l'air comburant ayant lieu dans la chambre prévue à cet effet.
Les modes de réalisation sus-mentionnés permettent de choisir, à même puissance de flamme, une forme de flamme courte, couvrant une grande surface ou au contraire, une flamme très concentrée et plus longue, selon le type de chaudière ou de générateur à équiper.
Les nouveaux brûleurs pour combustible liquide selon l'invention pourront en outre équiper une nouvelle génération d'appareils de chauffage et d'échangeurs pour pompes à chaleur, ayant un combustible liquide en énergie d'appoint, au lieu de ' l'électricité. Il est également possible d'imaginer des petits appareils de chauffage domestique, fonctionnant par ventouse, évitant ainsi la traditionnelle cheminée, étant donné que les gaz dQ combustion peuvent être directement rejetés dans l'atmos-phère.
Selon un principe bien connu de brûleur, le combus-tible liquide est atomisé au moyen d'un gicleur, puis mélangé
à l'air dans une tête de combustion, avant de brûler en une flamme jaunâtre. Un système basé sur cette technique nécessite, pour que la combustion soit bonne, que la flamme se produise dans un espace suffisamment volumineux, afin que toutes les particules de combustible atomisé aient le temps de se consumer r En effet, si le foyer où se produit cette forme de combustion est trop petit, les particules liquides non consumées sont projetées sur les parois qui, à'température trop basse, provo-quent des condensations et une certaine pollution (suite, goudron, etc.), il en résulte que le rendement de combustion ainsi que le coefficient d'échange thermique de l'échangeur diminuent par l'isolation occasionnée par le film de suite qui s'est interposé entre la flamme et la paroi du foyer. En outre, le débit minimum des gicleurs est limité.
L'un des buts de l'invention est de réduire le volume des gaz de combustion permettant ainsi la réduction des dimen-sions de l'échangeur des appareils de chauffage, et en particu-lier du foyer. En effet, la combustion sous présence d'une flamme bleue, à très haute température, telle que le provoque l'appareil décrit dans la présente invention, permet de réduire la chambre de combustion d'au moins 90 %, et par conséquent de réduire le poids et donc le prix de revient des appareils dans une forte proportion.
La réduction du volume des échangeurs permet de dimi-nuer les dimensions habituelles des chaudières domestiques ou industrielles, ce qui entraîne un gain financier considérable, ~12~
la chaufferie ou l'endroit dans lequel est placé l'appareil étant d'un espace réduit.
Selon un autre principe connu de brûleur, le combus-tible liquide est gazéifié, par exemple dans un pot, et brûle ensuite, mélangé à l'air, sous forme d'une flamme jaune, parfois bleue, suivant le procédé adopté. Cette forme de combustion présente l'inconvénient d'etre difficile à contrôler, en fonction du tirage de la cheminée, et nécessite en général un excès d'air, qui réduit le rendement.
- 10 Dans un autre principe connu de brûleur, la combustion s'effectue selon les deux types de brûleur précités. Ainsi, au départ, la combustion se fait sous forme atomisée du combusti-ble liquide, par pulvérisation, au moyen d'une coupelle ou d'une cloche rotative, le combustible étant ensuite gazéifié par chauffage de la dite cloche ou coupelle. Il en résulte générale-ment une combustion par flamme bleue. Des dispositifs basés sur ce principe présentent de nombreux inconvénients, dus principalement à l'équilibre et à l'usure des pièces en mouve-ment et à leur encrassement.
Un autre but de l'invention est de permettre une combustion parfaite d'un combustible liquide, quelle que soit la puissance souhaitée, très faible (moins de 1 litre par heure) ou très élevée (plusieurs dizaines de litres par heure),sans présence d'organes de pulvérisation, tels qu'un gicleur ou une coupelle rotative. En outre, une telle combustion, sous forme par exemple d'une flamme absolument bleue, selon le type de combustible utilisé, évite toute pollution de l'atmosphère.
La combustion d'un combustible liquide, telle qu'elle se produit dans les systèmes classiques, se déroule suivant un processus au cours duquel la transformation de l'état liquide à l'état gazeux, plus ou moins bien mélangé à l'air de combus-tion, s'effectue au sein de la flamme. En effet, une tête de ~3~
brûleur à pulverisation habituelle ne-permet pas un pre-melange intime d'air et de combustible gazeifie, puisque la gazeification se fait pas explosion des micro-gouttes de com-bustible liquide atomise, explosion provoquee par la tempe-rature qui règne dans la flamme. C'est ainsi que la flamme est jaune et très mouvementee.
Il a aussi ete imagine d'entra~ner un combustible liquide par l'air comburant lui-même, de manière à obtenir en même temps, une vaporisation dudit combustible et le mélange - 10 de ce dernier avec le comburant. Cette methode de proceder presente des inconvenients, dus notamment à l'absence de pre-melange du combustible vaporise et de l'air comburant. L'inven-teur a en effet constate, que pour obtenir une bonne combustion, il etait necessaire de respecter certaines conditions et d'eta-blir un cycle en trois phases.
A cet effet, l'inventeur a mis au point et revendique un procede de combustion d'un combustible liquide, caracterise essentiellement en ce qu'il comporte les trois phases dis-tinctes et successives suivantes:
a) Vaporisation du combustible liquide à l'abri de la flamme dans un conduit ou canal chauffe par la flamme de com-bustion et dans lequel le combustible est véhiculé par un fluide vecteur comburant ou non, de manière à permettre une vaporisa-tion pelliculaire du combustible liquide et une carbonisation par pyrolise des corps non vaporisables dans ledit conduit ou canal, b) mélange du combustible vaporisé, obtenu à la phase a), avec un comburant tel que l'air, dans une chambre spéciale, a l'abri de la flamme pour obtenir un melange stoechiometrique du combustible vaporise et du comburant, et c) combustion du melange obtenu à la phase b), dans une zone appropriee, distincte des zones de vaporisation et de melange.
B
~232~3~
Ce procédé permet notamment de ~éduire l'encombre-~ment de l'élément de vaporisation., et permet un fonctionnement long et durable par auto-nettoyage.
~ La vaporisation pelliculaire permet en.effet, d'éviter tout contact entre la paroi de l'élément de vaporisation et le liquide à vaporiser, ce qui évite tout encrassement possible de cet élément, tandis que la carbonisation par pyrolise, qui consiste à porter à haute température certaines parties du brû-leur, permet d'éliminer Les éléments particulièrement denses et gras, non vaporisables. La vaporisation.pelliculaire est en fait une caléfaction, entretenue dans un dispositif approprié, si l'on considere que la calefaction est le procede physique de vaporisation d'une goutte de liquide, par une paroi, a tempe-rature elevee, cette goutte n'etant pas en contact avec ladite paroi, par suite de l'existence d'un film de vapeur, emis à
partir de la goutte elle-même, sous l'effet de l'énergie ther-mique transmise par la paroi.
Pour mettre en oeuvre ce procédé, l'inventeur propose un br~leur pour combustibles liquides muni d'un élément creux de vaporisation, d'un moyen d'amorçage de la combustion, d'un moyen de pré-chauffage pour le démarrage, d'une chambre de mélange:qui communique avec l'élément de vaporisation et qui reçoit par ailleurs un comburant, d'une zone de combustion et dont la disposition de l'élément de vaporisation est telle que la flamme de combustion chauffe ce dernier, caracterise essen-tiellement en ce que l'élément de vaporisation est forme par un canal ou conduit tubulaire ouvert et enroule dans un corps fixe et dans lequel est véhiculé, par un fluide vecteur, le com-bustible liquide, ledit conduit ou canal débouchant dans la chambre de mélange tandis que la forme dudit corps est telle que la flamme de combustion leche celui-ci en partie.
' ~Z32~35 Le combustible liquide alimente le br~leur préférablement par une pipe d'admission, débouchant dans le canal ou conduit de vaporisation, tandis que le fluide vecteur, sous forme par exemple de gaz, d'air, de vapeur ou d'eau, est introduit dans le dit canal ou conduit de vaporisation du combustible, au voisinage de la dite pipe d'admission.
Un tel dispositif permet notamment d'obtenir une vaporisation pelliculaire et une carbonisation des éléments gras, par pyrolise, en évitant ainsi tout risque d'encrassement.
- 10 En outre, la suppression du gicleur pour l'atomisation du combustible ainsi que des pièces en mouvement, font que la tête de combustion fixe susmentionnée, présente une fiabilité
mécanique très intéressante, en particulier dans le cas d'utili-sation en appareil domestique de petite puissance.
Un brûleur selon l'invention permet d'équiper les chaudières et générateurs, dont la conception est particulière-ment étudiée pour recevoir une flamme bleue, à haute température.
Avantageusement, le conduit dans lequel est véhiculé
le combustible, est constitué par un serpentin tubulaire noyé, par exemple par qurmoulage, dans le corps du brûleur, De plus, la chambre de mélange est constituée de préférence, au moins en partie par le corps, de manière telle, que celle-ci est chauffée en permanence au cours de la combustion.
Selon un mode de réalisation, un thermostat à contact inverseur est prévu pour arrêter à la température voulue, le moyen de chauffage de démarrage, sous forme par exemple d'une résistance chauffante et provoquer d'une part, l'arrivée du combustible liquide et de l'agent vecteur, dans le conduit de vaporisation, et d'autre-part, l'actionnement du moyen d'amorçage de la combustion, sous forme par exemple d'une électrode, comman-dée par l'intermédiaire d'un coffret de régulation et d'un transformateur.
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Z3~35 Le corps peut présenter une forme sensiblement annulaire, de préférence évasée vers l'extérieur, tandis qu'une grille de comhustion ou accroche-flamme est aménagée dans la partie centrale, de manière telle que la flamme possède une position centrale et lèche le dit corps par l'intérieur.
Dans ce cas, la chambre de mélange est de préférence constituée, au moins en partie, par le corps, qui présente à
cet effet dans sa partie centrale une forme de cuvette, dans laquelle entre le comburant par un ou des ajours ménagés dans - 10 celle-ci.
Avantageuslement, une chambre de mélange final est aménagée entre la grille de combustion ou accroche-flamme et la chambre de mélange, au moyen d'un séparateur constitué par une plaque, munle d'un conduit central qui plonge dans la chambre de mélange.
Dans ce dernier cas, selon un mode de réalisation préféré, la chambre de mélange présente un orifice central d'admission du comburant, aménagé dans la paroi inférieure de celle-ci et muni d'un rebord à parois convergentes dirigées vers le conduit du séparateur et de manière sensiblement coaxi-ale, le dit conduit présentant une forme ou des parois diver-gentes.
Un autre mode de réalisation est remarquable, en ce que le corps présente un forme sensiblement tronconique, avec un moyen central de chauffage au démarrage, tandis que la grille de combustion est disposée autour du dit corps, de manière telle que la flamme annulaire lèche le dit corps par l'extérieur.
Dans ce cas avantageusement, la chambre de mélange est réalisée en deux parties, une première partie aménagée dans la partie supérieure du corps et dans laquelle débouche le conduit de vaporisation et une deuxième partie, aménagée dans la partie inférieure du corps et dans laquelle arrive le 3Z~35 comburant, les deux parties de la chambre communiquant par des orifices ménagés dans le corps, autour du moyen de chauffage, tandis qu'une chambre annulaire de mélange final est prévue sous la grille de combustion et communique avec la deuxiame partie sus-mentionnée de la chambre.
Pour ces divers modes de réalisation, un carter est fixé sous la chambre de mélange et présente un orifice, pour laisser passer la pipe d'admission du combustible liquide, un orifice pour l'agent vecteur et un orifice pour le comburant, en constituant ainsi une chambre de pré-chauffage.
De préférence, l'agent vecteur et le comburant sont de l'air, un seul orifice dans le carter étant alors prévu pour cet air, qui se dirige en partie dans le conduit de vapori-sation et en partie dans la chambre de mélange.
Il est clair toutefois, que le dispositif selon l'invention permet d'utiliser un autre agent vecteur, comme il a déjà été dit, le mélange avec l'air comburant ayant lieu dans la chambre prévue à cet effet.
Les modes de réalisation sus-mentionnés permettent de choisir, à même puissance de flamme, une forme de flamme courte, couvrant une grande surface ou au contraire, une flamme très concentrée et plus longue, selon le type de chaudière ou de générateur à équiper.
Les nouveaux brûleurs pour combustible liquide selon l'invention pourront en outre équiper une nouvelle génération d'appareils de chauffage et d'échangeurs pour pompes à chaleur, ayant un combustible liquide en énergie d'appoint, au lieu de ' l'électricité. Il est également possible d'imaginer des petits appareils de chauffage domestique, fonctionnant par ventouse, évitant ainsi la traditionnelle cheminée, étant donné que les gaz dQ combustion peuvent être directement rejetés dans l'atmos-phère.
2~ 5 Il est évident que l'utilisation de divers matériaux et de fifférentes géométries pour le corps creux peut être imaginée, sans sortir du cadre de l'invention.
L'invention sera mieux comprise et d'autres particu-larités apparaltront, à la lecture de la description qui va suivre et qui se réfère au dessin annexé, dans lequel :
- la figure 1 est une vue en coupe d'un mode de réalisation d'un bruleur selon l'invention à flamme centrale;
- la figure 2 est une vue partielle de dessus, du brûleur de la figure 1, - la figure 3 est une vue en coupe, d'un autre mode de réalisation à flamme annulai~e, - la figure 4 est une vue de dessus, du brûleur de la figure 3, - la figure 5 est une vue partielle du brûleur de la figure 1, dont la chambre de mélange est modifiée.
Les figures principales 1, 3 et 5 représentent trois modes de réalisation selon l'invention. Dans la numérotation de chaque élément, le premier chiffre indique le numéro de la figure principale dans laquelle il est représenté. Pour facili-ter la compréhension, le ou les chiffres qui suivent le premier chiffre de chaque référence sont identiques lorsqu'il s'agit de désigner des éléments ou organes ayant des fonctions sembla-bles ou similaires.
Le brûleur selon l'invention comporte un corps moulé
18, 38, 58 en métal, alliage ou autre matériau, résitant aux fortes températures. Ce corps est muni d'un conduit de vapori-sation 12, 32, 52 généralement constitué par un serpentin tubulaire surmoulé, dont les extrémités d'entrée et de sortie sont référencées respectivement par 13, 33 et 19, 39, 59. Une résistance électrique de pré-chauffage de forme annulaire 17, ou sous la forme d'un barreau central 37, est noyée dans le corps 32~5 du brûleur. Une pipe d'admission 14, 34, pour le combustible liquide, est aménagée à l'entrée du conduit de vaporisation.
Le conduit 12, 32, 52 débouche en 19, 39, 59, dans une chambre de mélange 111, 311, 511, constituée en partie par le corps, tandis qu'une autre chambre de mélange final 113, 313, 513, avant combustion, est prévue sous une grille de combus-tion ou accroche-flamme 115, 315, 515.
Un carter 118, 318, 518, disposé SOllS la chambre de mélange, détermine une chambre de pré-chauffage 16, 36, 56, munie d'un orifice d'entrée d'air 15, 35.
Une électrode d'allumage ou d'amorcage de la combus-_ tion 119 et une électrode 120, de contrôle de flamme par ionisa-tion (non représentée sur les figures 3 et 5) sont fixées dans le corps 18 au moyen de vis de blocage, vissées dans des orifices appropriés 112, tandis qu'un thermostat(non représenté) à
contact inverseur est aménagé sous le dit corps, par exemple.
Les figures 1, 2 46 5 montrent des modes de réalisa-tion, dans lesquels le corps 18, 58 présente une forme sensible-ment annulaire, évasée vers l'extérieur, tandis que la chambre de mélange 111, 511 est constituée par le dit corps, qui présente à cet effet; dans sa partie centrale, une forme de cuvette. -Dans ces deux modes de réalisation, la chambre de mélange final 113, 513 est déterminée par une grille de co~bustion ou accroche-flamme 115, 515 et un séparateur 117, 517, muni d'un conduit en forme de puits central, qui plonge dans la dite chambre de mélange 111, 511. La grille de combustion 115 est maintenue au moyen d'une vis 116, qui traverse le conduit du séparateur 117 et qui est vissée dans la partie du corps constituant la paroi inférieure de la chambre de mélange 111, tandis que la grille 515 de la figure 5 est fixée par une vis 518' vissée dans le carter 518.
La chambre de mélange 111 (figure 1~ est pourvue d'une Z321!~S
pluralité d'orifices périphériques 110, qui sont de préférence légèrement inclinés par rapport à une position radiale. Au contraire, dans le mode de réalisation de la figure 5, le corps 58, dans la partie constituant la chambre de mélange 511, est muni d'un orifice central 510, pourvu d'un rebord 527 à parois convergentes et aménagé de manière sensiblement coaxiale au conduit du séparateur 517, ce dernier présentant une forme ou des parois divergentes.
La grille de combustion 115 est pourvue d'une plurali-- 10 té de fentes 114, disposées radialement, tandis que la grille 515, disposée au-dessus du séparateur 517, ménage une fente annulaire 514. La grille de combustion 515 est munie d'un élément tubulaire central qui s'emboite dans le conduit du séparateur 517 et qui est pourvu d'une pluralité d'orifices 532 de communication entre les chambres 511 et 513.
Le mode de réalisation de la figure 3 montre un corps 38 sensiblement tronconique, muni d'une résistance centrale de chauffage 37, déjà mentionnée, sous forme d'un barreau. Dans ce mode de réalisation, la chambre de mélange comporte deux parties, 311a et 311b, aménagées respectivement au-dessus et en-dessous de la résistance 37. La partie 311a de la chambre de mélange est creusée directement dans la partie supérieure du corps 38 et fermée par un couvercle 326, tandis que la partie 311b est creusée dans la partie inférieure du dit corps et fermée par un joint 322, en matièxe isolante, disposé entre le corps 38 et le carter 318, de manière telle que la chambre de pré-chauffage 36 se trouve juste en dessous et que les orifices 310 soient ménagés dans le dit joint en regard de l'orifice d'entrée d'air 35.
La partie 311a, dans laquelle débouche en 39 le conduit de vaporisation 32, communique avec la partie 311b, recevant l'alr comburant par des conduits 323.
2~Z~5 La grille de combustion annulaire 315, munie de fentes 314, est disposée autour du corps 38. La partie 311b de la chambre de mélange communique avec la chambre de mélange final 313 par des canaux à sorties tangentielles 325, tandis qu'un anneau 321 est aménagé sur le joint 322, dans la chambre de mélange final 313.
Les modes de réalisation étant décrits dans leur constitution, le fonctionnement apparaît clairement.
La résistance électrique 17, 37 est tout d'abord mise sous tension. Lorsqu'une température suffisante est atteinte (de l'ordre de 250 à 280~C) un thermostat (non représenté) à contact inverseur, coupe la dite résistance et simultanément permet l'arrivée du combustible liquide par la pipe d'admission 14, 34 et l'arrivée d'air par l'orifice 15, 35.
Ce thermostat, convenablement disposé sous le corps 18, 38, 58 par exemple, provoque en même temps et par l'inter-médiaire d'un coffret de régulation et d'un transformateur, des arcs électriques qu niveau de l'électrode d'amor~cage 119.
De cette manière, le combustible liquide arrive à
l'entrée 13, 33 du conduit 12, 32, 52 par la pipe d'admission 14, 34, en même temps que l'air qui provient de la chambre 16, 36, 56 alimentée par 15, 35.
Le combustible liquide ainsi véhiculé dans le conduit 12, 32, 52 se vaporise aussitôt et parvient jusqu'à la chambre de mélange 111, 311, 511.
Dans cette dernière, le combustible vaporisé se mélange intimement avec l'air comburant qui arrive par les orifices 110, 310, 510 après avoir été réchauffé dans la chambre de pré-chauffage 16, 36, 56. Le mélange est facilité dans le mode de réalisation de la figure 1, par l'inclinaison tangen-tielle des orifices 110, qui provoque un mouvement circulaire 23~35 des gaz.
L'air comburant et le combustible vaporisé s'acheminent ~ ensuite dans la chambre de mélange final 113, 313, 513. Dans les modes de réalisation des figures 1 et 5, le mélange obtenu traverse le conduit central du séparateur 117, 517. De manière avantageuse, dans le mode de réalisation de la figure 5, les parois convergentes du rebord de l'orifice 510 et les parois divergentes du conduit central du séparateur 517, constituent un convergent divergent qui a pour effet d'améliorer sensible-ment la circulation du combustible dans le conduit de vaporisa-tion.
Dans le mode de réalisation de la figure 3, le combus-tible vaporisé arrive dans la partie 311a et se mélange avec l'air comburant dans la partie 311b, tandis que les canaux à sorties tangentielles permettent un mélange tourbillonaire des gaz dans la chambre 313, tandis que l'anneau 321 entraîne une bonne homogénéisé des dits gaz.
Le mélange obtenu dans la chambre 113, 313, 513 s'échappe par la grille 115, 315, 515 et s'enflamme instantané-ment au moyen de l'électrode 119, tandis que l'électrode 120 contrôle la flamme par ionisation et permet d'arrêter aussitôt l'alimentation du transformateur d'allumage, en cas d'absence de flamme. Ce contrôle de flamme peut également être obtenu au .moyen d'une cellule d'ionisation, si on le désire.
Le corps moulé 18, 38, 58 est ainsi chauffé par la flamme résultant de la combustion du mélange combustible qui sort par les fentes 114, 314, 514, avec une vitesse suffisante pour éviter que la combustion ne se forme sous la grille 115, 315, 515. A ce propos, il est intéressant de noter, que pour obtenir une vitesse d'éjection de gaz, supérieure à la vitesse de propagation de la flamme, la section de communication du séparateur 117, 517, constituée par son conduit central, dans - :
~Z3~S
les modes de réalisation des figures 1 et 5, doit représenter une surface en rapport avec la surface totale des fentes 114 et 514.
La forme du corps moulé 18, 38, 58, qui représente une surface 11, 31, 51, en contact avec la flamme détermine la forme de la dite flamme, qui peut être ~ l'intérieur (figures 1, 2 et 5) ou à l'extérieur (figures 3 et 4) du dit corps, c'est à dire présenter une position centrale ou annulaire.
Le corps 18, 38, 58 permet une conduction thermique entre la résistance 17, 37 et le serpendin tubulaire consti-tuant le conduit de vaporisation, et en même temps entre la flamme et le dit serpentin qui est porté à température élevée.
Dans les modes de réalisation représentés, le combus-tible qui subit une vaporisation pelliculaire, est véhiculé par l'air, qui sert d'agent vecteur. Toutefois, il est possible d'utiliser un autre agent vecteur distinct de l'air comburant, comme il serait éventuellement possible, d'amener en totalité
l'air de combustion, par l'entrée du conduit de vaporisation.
Cependant, le dernier cas mentionné, qui supprime la nécessité de ménager des orifices 110, 310 et 510, présente certains inconvénients. Il est en effet nécessaire alors, d'avoir une plus grande surface de contact 11, 31, 51 pour réchauffer à température maximum un plus grand volume d'air.
Il est encore nécessaire de prévoir un conduit de vaporisa-tion d'une section plus importante (et donc un brûleur plus encombrant) pour permettre le même débit d'air à l'entrée 15, 35, ou, à même section de conduit, soit donc pour une même puissance, d'avoir une plus forte pression d'air à la dite entrée. En outre, il n'y aurait plus dans ce cas un procédé
de combustion avec une phase distincte de mélange, comme le préconise l'invention.
L'invention qui vient d'être décrite permet d'obtenir ' ' 1~;;~3;~5 une combustion dont les avantages sont nombreux et plus parti-culièrement :
a) une combustion parfaite et anti-polluante, b) un très haut rendement de combustion (~conomie d'énergie) c) une simplicité de réalisation (fàible prix de revient), d) un fonctionnement absolument silencieux, e) un faible volume en rapport avec la puissance désirée, f) un auto-nettoyage par pyrolise, g) une conception qui permet une fabrication de série, h) la conception de nouvelles techniques de chaudi-ères et échangeurs, i) un volume des gaz de combustion réduit pour une même puissance et donc une réduction du volume des foyers des appareils de chauffage, j) une combustion totalement achevée dans la flamme bleue et donc sans risque d'imbrûlés, k) une obtention de 15,2 % de C0 2 pour la combustion du fuel oil domestique (.c'est à dire le maximum possible), 1) aucune pièce en mouvement et donc pas d'usure mécanique, m) la possibilité d'avoir de très petits débits tinférieurs à 1 litre/h) sans risque d'obstruction, par suite de l'absence de gicleur de pulvérisation, n) en petite puissance, la possibilité d'évacuer directement à l'extérieur et sans cheminée, les gaz de combustion (système à ventouse), o) une économie dans les coûts de construction et d'exploitation, due à l'absence du conduit de cheminée de chaufferie.
De très nombreuses modifications ou variantes peuvent être imaginées, sans sortir du cadre de l'invention. C'est ainsi par exemple que le conduit de vaporisation peut ne pas être muni d'un serpendin surmoulé, que l'agent vecteur peut être autre chose que de l'air, que le carter 117, 318, 518 peut être supprimé, etc. En outre, les formes du corps et des grilles de combus~ion peuvent être différentes, ainsi que la forme des fentes des dites grilles, constituées par exemple par des orifices circulaires ou autrement.
L'objet principal de l'invention est de fournir un bon procédé de combustion et un brûleur comme décrit ci-avant, dans lequel le conduit ou canal de vaporisation est aménagé
dans le corps fixe, de manière à être suffisamment chauffé par la flamme, mais à l'abri de celle-ci, de manière à permettre une caporisation pelliculaire du combustible liquide véhiculé
par le fluide vecteur à travers le dit canal ou conduit, tandis que la chambre de mélange permet d'obtenir un mélange en proportion stoechiométriqùe, à l'abri de la flamme, du combus-tible préalablement vaporisé et du comburant.
L'invention sera mieux comprise et d'autres particu-larités apparaltront, à la lecture de la description qui va suivre et qui se réfère au dessin annexé, dans lequel :
- la figure 1 est une vue en coupe d'un mode de réalisation d'un bruleur selon l'invention à flamme centrale;
- la figure 2 est une vue partielle de dessus, du brûleur de la figure 1, - la figure 3 est une vue en coupe, d'un autre mode de réalisation à flamme annulai~e, - la figure 4 est une vue de dessus, du brûleur de la figure 3, - la figure 5 est une vue partielle du brûleur de la figure 1, dont la chambre de mélange est modifiée.
Les figures principales 1, 3 et 5 représentent trois modes de réalisation selon l'invention. Dans la numérotation de chaque élément, le premier chiffre indique le numéro de la figure principale dans laquelle il est représenté. Pour facili-ter la compréhension, le ou les chiffres qui suivent le premier chiffre de chaque référence sont identiques lorsqu'il s'agit de désigner des éléments ou organes ayant des fonctions sembla-bles ou similaires.
Le brûleur selon l'invention comporte un corps moulé
18, 38, 58 en métal, alliage ou autre matériau, résitant aux fortes températures. Ce corps est muni d'un conduit de vapori-sation 12, 32, 52 généralement constitué par un serpentin tubulaire surmoulé, dont les extrémités d'entrée et de sortie sont référencées respectivement par 13, 33 et 19, 39, 59. Une résistance électrique de pré-chauffage de forme annulaire 17, ou sous la forme d'un barreau central 37, est noyée dans le corps 32~5 du brûleur. Une pipe d'admission 14, 34, pour le combustible liquide, est aménagée à l'entrée du conduit de vaporisation.
Le conduit 12, 32, 52 débouche en 19, 39, 59, dans une chambre de mélange 111, 311, 511, constituée en partie par le corps, tandis qu'une autre chambre de mélange final 113, 313, 513, avant combustion, est prévue sous une grille de combus-tion ou accroche-flamme 115, 315, 515.
Un carter 118, 318, 518, disposé SOllS la chambre de mélange, détermine une chambre de pré-chauffage 16, 36, 56, munie d'un orifice d'entrée d'air 15, 35.
Une électrode d'allumage ou d'amorcage de la combus-_ tion 119 et une électrode 120, de contrôle de flamme par ionisa-tion (non représentée sur les figures 3 et 5) sont fixées dans le corps 18 au moyen de vis de blocage, vissées dans des orifices appropriés 112, tandis qu'un thermostat(non représenté) à
contact inverseur est aménagé sous le dit corps, par exemple.
Les figures 1, 2 46 5 montrent des modes de réalisa-tion, dans lesquels le corps 18, 58 présente une forme sensible-ment annulaire, évasée vers l'extérieur, tandis que la chambre de mélange 111, 511 est constituée par le dit corps, qui présente à cet effet; dans sa partie centrale, une forme de cuvette. -Dans ces deux modes de réalisation, la chambre de mélange final 113, 513 est déterminée par une grille de co~bustion ou accroche-flamme 115, 515 et un séparateur 117, 517, muni d'un conduit en forme de puits central, qui plonge dans la dite chambre de mélange 111, 511. La grille de combustion 115 est maintenue au moyen d'une vis 116, qui traverse le conduit du séparateur 117 et qui est vissée dans la partie du corps constituant la paroi inférieure de la chambre de mélange 111, tandis que la grille 515 de la figure 5 est fixée par une vis 518' vissée dans le carter 518.
La chambre de mélange 111 (figure 1~ est pourvue d'une Z321!~S
pluralité d'orifices périphériques 110, qui sont de préférence légèrement inclinés par rapport à une position radiale. Au contraire, dans le mode de réalisation de la figure 5, le corps 58, dans la partie constituant la chambre de mélange 511, est muni d'un orifice central 510, pourvu d'un rebord 527 à parois convergentes et aménagé de manière sensiblement coaxiale au conduit du séparateur 517, ce dernier présentant une forme ou des parois divergentes.
La grille de combustion 115 est pourvue d'une plurali-- 10 té de fentes 114, disposées radialement, tandis que la grille 515, disposée au-dessus du séparateur 517, ménage une fente annulaire 514. La grille de combustion 515 est munie d'un élément tubulaire central qui s'emboite dans le conduit du séparateur 517 et qui est pourvu d'une pluralité d'orifices 532 de communication entre les chambres 511 et 513.
Le mode de réalisation de la figure 3 montre un corps 38 sensiblement tronconique, muni d'une résistance centrale de chauffage 37, déjà mentionnée, sous forme d'un barreau. Dans ce mode de réalisation, la chambre de mélange comporte deux parties, 311a et 311b, aménagées respectivement au-dessus et en-dessous de la résistance 37. La partie 311a de la chambre de mélange est creusée directement dans la partie supérieure du corps 38 et fermée par un couvercle 326, tandis que la partie 311b est creusée dans la partie inférieure du dit corps et fermée par un joint 322, en matièxe isolante, disposé entre le corps 38 et le carter 318, de manière telle que la chambre de pré-chauffage 36 se trouve juste en dessous et que les orifices 310 soient ménagés dans le dit joint en regard de l'orifice d'entrée d'air 35.
La partie 311a, dans laquelle débouche en 39 le conduit de vaporisation 32, communique avec la partie 311b, recevant l'alr comburant par des conduits 323.
2~Z~5 La grille de combustion annulaire 315, munie de fentes 314, est disposée autour du corps 38. La partie 311b de la chambre de mélange communique avec la chambre de mélange final 313 par des canaux à sorties tangentielles 325, tandis qu'un anneau 321 est aménagé sur le joint 322, dans la chambre de mélange final 313.
Les modes de réalisation étant décrits dans leur constitution, le fonctionnement apparaît clairement.
La résistance électrique 17, 37 est tout d'abord mise sous tension. Lorsqu'une température suffisante est atteinte (de l'ordre de 250 à 280~C) un thermostat (non représenté) à contact inverseur, coupe la dite résistance et simultanément permet l'arrivée du combustible liquide par la pipe d'admission 14, 34 et l'arrivée d'air par l'orifice 15, 35.
Ce thermostat, convenablement disposé sous le corps 18, 38, 58 par exemple, provoque en même temps et par l'inter-médiaire d'un coffret de régulation et d'un transformateur, des arcs électriques qu niveau de l'électrode d'amor~cage 119.
De cette manière, le combustible liquide arrive à
l'entrée 13, 33 du conduit 12, 32, 52 par la pipe d'admission 14, 34, en même temps que l'air qui provient de la chambre 16, 36, 56 alimentée par 15, 35.
Le combustible liquide ainsi véhiculé dans le conduit 12, 32, 52 se vaporise aussitôt et parvient jusqu'à la chambre de mélange 111, 311, 511.
Dans cette dernière, le combustible vaporisé se mélange intimement avec l'air comburant qui arrive par les orifices 110, 310, 510 après avoir été réchauffé dans la chambre de pré-chauffage 16, 36, 56. Le mélange est facilité dans le mode de réalisation de la figure 1, par l'inclinaison tangen-tielle des orifices 110, qui provoque un mouvement circulaire 23~35 des gaz.
L'air comburant et le combustible vaporisé s'acheminent ~ ensuite dans la chambre de mélange final 113, 313, 513. Dans les modes de réalisation des figures 1 et 5, le mélange obtenu traverse le conduit central du séparateur 117, 517. De manière avantageuse, dans le mode de réalisation de la figure 5, les parois convergentes du rebord de l'orifice 510 et les parois divergentes du conduit central du séparateur 517, constituent un convergent divergent qui a pour effet d'améliorer sensible-ment la circulation du combustible dans le conduit de vaporisa-tion.
Dans le mode de réalisation de la figure 3, le combus-tible vaporisé arrive dans la partie 311a et se mélange avec l'air comburant dans la partie 311b, tandis que les canaux à sorties tangentielles permettent un mélange tourbillonaire des gaz dans la chambre 313, tandis que l'anneau 321 entraîne une bonne homogénéisé des dits gaz.
Le mélange obtenu dans la chambre 113, 313, 513 s'échappe par la grille 115, 315, 515 et s'enflamme instantané-ment au moyen de l'électrode 119, tandis que l'électrode 120 contrôle la flamme par ionisation et permet d'arrêter aussitôt l'alimentation du transformateur d'allumage, en cas d'absence de flamme. Ce contrôle de flamme peut également être obtenu au .moyen d'une cellule d'ionisation, si on le désire.
Le corps moulé 18, 38, 58 est ainsi chauffé par la flamme résultant de la combustion du mélange combustible qui sort par les fentes 114, 314, 514, avec une vitesse suffisante pour éviter que la combustion ne se forme sous la grille 115, 315, 515. A ce propos, il est intéressant de noter, que pour obtenir une vitesse d'éjection de gaz, supérieure à la vitesse de propagation de la flamme, la section de communication du séparateur 117, 517, constituée par son conduit central, dans - :
~Z3~S
les modes de réalisation des figures 1 et 5, doit représenter une surface en rapport avec la surface totale des fentes 114 et 514.
La forme du corps moulé 18, 38, 58, qui représente une surface 11, 31, 51, en contact avec la flamme détermine la forme de la dite flamme, qui peut être ~ l'intérieur (figures 1, 2 et 5) ou à l'extérieur (figures 3 et 4) du dit corps, c'est à dire présenter une position centrale ou annulaire.
Le corps 18, 38, 58 permet une conduction thermique entre la résistance 17, 37 et le serpendin tubulaire consti-tuant le conduit de vaporisation, et en même temps entre la flamme et le dit serpentin qui est porté à température élevée.
Dans les modes de réalisation représentés, le combus-tible qui subit une vaporisation pelliculaire, est véhiculé par l'air, qui sert d'agent vecteur. Toutefois, il est possible d'utiliser un autre agent vecteur distinct de l'air comburant, comme il serait éventuellement possible, d'amener en totalité
l'air de combustion, par l'entrée du conduit de vaporisation.
Cependant, le dernier cas mentionné, qui supprime la nécessité de ménager des orifices 110, 310 et 510, présente certains inconvénients. Il est en effet nécessaire alors, d'avoir une plus grande surface de contact 11, 31, 51 pour réchauffer à température maximum un plus grand volume d'air.
Il est encore nécessaire de prévoir un conduit de vaporisa-tion d'une section plus importante (et donc un brûleur plus encombrant) pour permettre le même débit d'air à l'entrée 15, 35, ou, à même section de conduit, soit donc pour une même puissance, d'avoir une plus forte pression d'air à la dite entrée. En outre, il n'y aurait plus dans ce cas un procédé
de combustion avec une phase distincte de mélange, comme le préconise l'invention.
L'invention qui vient d'être décrite permet d'obtenir ' ' 1~;;~3;~5 une combustion dont les avantages sont nombreux et plus parti-culièrement :
a) une combustion parfaite et anti-polluante, b) un très haut rendement de combustion (~conomie d'énergie) c) une simplicité de réalisation (fàible prix de revient), d) un fonctionnement absolument silencieux, e) un faible volume en rapport avec la puissance désirée, f) un auto-nettoyage par pyrolise, g) une conception qui permet une fabrication de série, h) la conception de nouvelles techniques de chaudi-ères et échangeurs, i) un volume des gaz de combustion réduit pour une même puissance et donc une réduction du volume des foyers des appareils de chauffage, j) une combustion totalement achevée dans la flamme bleue et donc sans risque d'imbrûlés, k) une obtention de 15,2 % de C0 2 pour la combustion du fuel oil domestique (.c'est à dire le maximum possible), 1) aucune pièce en mouvement et donc pas d'usure mécanique, m) la possibilité d'avoir de très petits débits tinférieurs à 1 litre/h) sans risque d'obstruction, par suite de l'absence de gicleur de pulvérisation, n) en petite puissance, la possibilité d'évacuer directement à l'extérieur et sans cheminée, les gaz de combustion (système à ventouse), o) une économie dans les coûts de construction et d'exploitation, due à l'absence du conduit de cheminée de chaufferie.
De très nombreuses modifications ou variantes peuvent être imaginées, sans sortir du cadre de l'invention. C'est ainsi par exemple que le conduit de vaporisation peut ne pas être muni d'un serpendin surmoulé, que l'agent vecteur peut être autre chose que de l'air, que le carter 117, 318, 518 peut être supprimé, etc. En outre, les formes du corps et des grilles de combus~ion peuvent être différentes, ainsi que la forme des fentes des dites grilles, constituées par exemple par des orifices circulaires ou autrement.
L'objet principal de l'invention est de fournir un bon procédé de combustion et un brûleur comme décrit ci-avant, dans lequel le conduit ou canal de vaporisation est aménagé
dans le corps fixe, de manière à être suffisamment chauffé par la flamme, mais à l'abri de celle-ci, de manière à permettre une caporisation pelliculaire du combustible liquide véhiculé
par le fluide vecteur à travers le dit canal ou conduit, tandis que la chambre de mélange permet d'obtenir un mélange en proportion stoechiométriqùe, à l'abri de la flamme, du combus-tible préalablement vaporisé et du comburant.
Claims (14)
1. Procédé de combustion d'un combustible liquide, caractérisé en ce qu'il comporte les trois phases distinctes et successives suivantes:
a) Vaporisation du combustible liquide à l'abri de la flamme dans un conduit ou canal chauffé par la flamme de com-bustion et dans lequel le combustible est véhiculé par un fluide vecteur comburant ou non, de manière à permettre une vaporisation pelliculaire du combustible liquide et une carbonisation par pyrolise des corps non vaporisables dans ledit conduit ou canal, b) mélange du combustible vaporisé, obtenu à la phase a), avec un comburant tel que l'air, dans une chambre spéciale, à l'abri de la flamme pour obtenir un mélange stoechiométrique du combustible vaporisé et du comburant, et c) combustion du mélange obtenu à la phase b), dans une zone appropriée, distincte des zones de vaporisation et de mélange.
a) Vaporisation du combustible liquide à l'abri de la flamme dans un conduit ou canal chauffé par la flamme de com-bustion et dans lequel le combustible est véhiculé par un fluide vecteur comburant ou non, de manière à permettre une vaporisation pelliculaire du combustible liquide et une carbonisation par pyrolise des corps non vaporisables dans ledit conduit ou canal, b) mélange du combustible vaporisé, obtenu à la phase a), avec un comburant tel que l'air, dans une chambre spéciale, à l'abri de la flamme pour obtenir un mélange stoechiométrique du combustible vaporisé et du comburant, et c) combustion du mélange obtenu à la phase b), dans une zone appropriée, distincte des zones de vaporisation et de mélange.
2. Brûleur pour combustibles liquides muni d'un élé-ment creux de vaporisation, d'un moyen d'amorçage de la combus-tion, d'un moyen de pré-chauffage pour le démarrage, d'une chambre de mélange qui communique avec l'élément de vaporisation et qui reçoit par ailleurs un comburant, d'une zone de combus-tion et dont la disposition de l'élément de vaporisation est telle que la flamme de combustion chauffe ce dernier, caractérisé
en ce que l'élément de vaporisation est formé par un canal ou conduit tubulaire ouvert et enroulé dans un corps fixe et dans lequel est véhiculé, par un fluide vecteur, le combustible liquide, ledit conduit ou canal débouchant dans la chambre de mélange tandis que la forme dudit corps est telle que la flamme de combustion lèche celui-ci en partie.
en ce que l'élément de vaporisation est formé par un canal ou conduit tubulaire ouvert et enroulé dans un corps fixe et dans lequel est véhiculé, par un fluide vecteur, le combustible liquide, ledit conduit ou canal débouchant dans la chambre de mélange tandis que la forme dudit corps est telle que la flamme de combustion lèche celui-ci en partie.
3. Brûleur selon la revendication 2, caractérisé en ce que ledit corps fixe est moulé d'une seule pièce et forme au moins en partie ladite chambre de mélange.
4. Brûleur selon la revendication 2, caractérisé en ce que le combustible alimente le brûleur par une pipe d'admis-sion qui débouche à l'entrée du canal ou conduit tubulaire de vaporisation tandis que le fluide vecteur sous forme de gaz ou d'air ou d'eau, est introduit dans ledit canal ou conduit autour de la pipe d'admission.
5. Brûleur selon l'une des revendications 2 à 4, caractérisé en ce que le canal ou conduit de vaporisation est formé par un serpentin tubulaire noyé dans le corps du brûleur.
6. Brûleur selon la revendication 2, caractérisé
en ce qu'un thermostat à contact inverseur est prévu pour arrêter à la température voulue le moyen de pré-chauffage, sous forme par exemple d'une résistance électrique chauffante inté-grée dans le corps et provoquer, d'une part, l'arrivée du com-bustible liquide et de l'agent vecteur dans le conduit de vapori-sation et, d'autre part, l'actionnement du moyen d'amorçage de la combustion, sous forme d'une électrode commandée par l'inter-médiaire d'un coffret de régulation et d'un transformateur.
en ce qu'un thermostat à contact inverseur est prévu pour arrêter à la température voulue le moyen de pré-chauffage, sous forme par exemple d'une résistance électrique chauffante inté-grée dans le corps et provoquer, d'une part, l'arrivée du com-bustible liquide et de l'agent vecteur dans le conduit de vapori-sation et, d'autre part, l'actionnement du moyen d'amorçage de la combustion, sous forme d'une électrode commandée par l'inter-médiaire d'un coffret de régulation et d'un transformateur.
7. Brûleur selon la revendication 2, caractérisé
en ce que le corps présente une forme sensiblement annulaire, évasée vers l'extérieur, tandis qu'une grille de combustion ou un accroche-flamme est aménagé dans la partie centrale, de manière telle que la flamme possède une position centrale et lèche ledit corps par l'intérieur.
en ce que le corps présente une forme sensiblement annulaire, évasée vers l'extérieur, tandis qu'une grille de combustion ou un accroche-flamme est aménagé dans la partie centrale, de manière telle que la flamme possède une position centrale et lèche ledit corps par l'intérieur.
8. Brûleur selon la revendication 7, caractérisé en ce que la chambre de mélange est constituée au moins en partie par le corps qui présente à cet effet, dans sa partie centrale, une forme de cuvette dans laquelle entre le comburant par un ou des ajours, formés dans celle-ci.
9. Brûleur selon la revendication 8, caractérisé en ce qu'une chambre de mélange final est aménagée entre la grille de combustion ou accroche-flamme et la chambre de mélange, au moyen d'un séparateur constitué par une plaque munie d'un conduit central qui plonge dans la chambre de mélange.
10. Brûleur selon la revendication 9, caractérisé
en ce que la chambre de mélange présente un orifice central d'ad-mission du comburant, aménagé dans la paroi inférieure de celle-ci et muni d'un rebord à parois convergentes, dirigées vers le conduit du séparateur et de manière sensiblement coaxiale, ledit conduit présentant une forme ou des parois divergentes.
en ce que la chambre de mélange présente un orifice central d'ad-mission du comburant, aménagé dans la paroi inférieure de celle-ci et muni d'un rebord à parois convergentes, dirigées vers le conduit du séparateur et de manière sensiblement coaxiale, ledit conduit présentant une forme ou des parois divergentes.
11. Brûleur selon la revendication 2, caractérisé
en ce que le corps muni du canal ou conduit de vaporisation pré-sente une forme tronconique évidée dans sa partie centrale et que ledit canal est constitué par un serpentin tubulaire qui est disposé en hélice dans ledit corps autour de la partie centrale évidée de celui-ci et qui débouche dans cette dernière, une grille de combustion étant disposée autour de la partie infé-rieure du corps, tandis qu'une chambre annulaire de mélange final est prévue sous la grille de combustion et communique avec la partie inférieure de l'évidement central, de telle sorte que la flamme annulaire lèche ledit corps par l'extérieur.
en ce que le corps muni du canal ou conduit de vaporisation pré-sente une forme tronconique évidée dans sa partie centrale et que ledit canal est constitué par un serpentin tubulaire qui est disposé en hélice dans ledit corps autour de la partie centrale évidée de celui-ci et qui débouche dans cette dernière, une grille de combustion étant disposée autour de la partie infé-rieure du corps, tandis qu'une chambre annulaire de mélange final est prévue sous la grille de combustion et communique avec la partie inférieure de l'évidement central, de telle sorte que la flamme annulaire lèche ledit corps par l'extérieur.
12. Brûleur selon la revendication 11, caractérisé
en ce que la chambre de mélange est réalisée en deux parties, une première partie aménagée dans la partie supérieure du corps et dans laquelle débouche le conduit de vaporisation et une deuxième partie aménagée dans la partie inférieure du corps et dans laquelle arrive le comburant, les deux parties de la chambre communiquant par des orifices ménagés dans le corps autour du moyen de pré-chauffage disposé de manière centrale, tandis que la chambre annulaire de mélange final, prévue sous la grille de combustion, communique avec la deuxième partie de la chambre.
en ce que la chambre de mélange est réalisée en deux parties, une première partie aménagée dans la partie supérieure du corps et dans laquelle débouche le conduit de vaporisation et une deuxième partie aménagée dans la partie inférieure du corps et dans laquelle arrive le comburant, les deux parties de la chambre communiquant par des orifices ménagés dans le corps autour du moyen de pré-chauffage disposé de manière centrale, tandis que la chambre annulaire de mélange final, prévue sous la grille de combustion, communique avec la deuxième partie de la chambre.
13. Brûleur selon la revendication 2, caractérisé en ce qu'un carter est fixé sous la chambre de mélange et présente un orifice pour laisser passer la pipe d'admission du combusti-ble liquide, un orifice pour l'agent vecteur et au moins un orifice pour le comburant, en constituant ainsi une chambre.
14. Brûleur selon la revendication 13, caractérisé
en ce que l'agent vecteur et le comburant sont de l'air, le même orifice dans le carter étant alors prévu pour cet air qui se dirige en partie dans le conduit de vaporisation et en partie dans la chambre de mélange.
en ce que l'agent vecteur et le comburant sont de l'air, le même orifice dans le carter étant alors prévu pour cet air qui se dirige en partie dans le conduit de vaporisation et en partie dans la chambre de mélange.
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