CA2679015C - Generateur d'air chaud - Google Patents
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Abstract
Générateur d'air chaud comprenant une poignée (12), une tuyère allongée (14), des moyens de génération de flamme (6), un venturi (4), un conduit gaz (162) destiné à amener un gaz combustible dans la tuyère allongée (14) et au niveau des moyens de génération de flamme (6), un conduit air (164) destiné à amener de l'air comprimé dans la tuyère allongée (14) et en amont du venturi ; caractérisé en ce que le générateur comprend en plus un détendeur asservi (2) contrôlant une pression de gaz (Pd.g) dans le conduit gaz (162) en fonction d'une pression d'air (Pd.a) dans le conduit air (164).
Description
GENERATEUR D'AIR CHAUD
L'invention concerne un générateur d'air chaud.
Un générateur d'air chaud se présente généralement sous la forme d'un corps allongé traversé longitudinalement par un conduit dans lequel circule du gaz à enflammer. Le corps est prolongé d'une partie brûleur généralement creuse dans laquelle débouche le conduit. La partie brûleur est munie à son extrémité libre de moyens de combustion de gaz capables d'enflammer le gaz. Un tel brûleur est, par exemple, décrit dans le document EP 1 795 803.
De manière plus générale, il peut être utilisé pour la chauffe de matériaux thermodurcissables, thermoformables, thermorétractables, matériaux que l'on fait adhérer par la chaleur et analogues.
Par exemple, un tel générateur d'air chaud est avantageusement utilisé pour la pose ou le marquage de bitume.
Il peut également être utilisé dans le domaine du bâtiment par les couvreurs pour recouvrir les toits de matériau imperméable thermodurcissable, lequel se trouve généralement sous la forme de bandes enroulées.
Le générateur peut encore être utilisé dans le domaine de la logistique et du transport pour rétracter les films plastiques entourant les palettes de marchandises.
Le générateur peut aussi être utilisé pour le chauffage de locaux.
Bien que le générateur décrit dans le document EP 1 795 803 soit d'efficacité satisfaisante, les changements de législations concernant l'utilisation de tels générateurs à main préconisent l'utilisation de générateurs d'air chaud à flamme non apparente.
Une solution pour se conformer à la nouvelle législation est de projeter de l'air comprimé à chauffer vers la flamme alors que celle-ci est générée à l'intérieur d'un générateur d'air chaud de manière à ce
L'invention concerne un générateur d'air chaud.
Un générateur d'air chaud se présente généralement sous la forme d'un corps allongé traversé longitudinalement par un conduit dans lequel circule du gaz à enflammer. Le corps est prolongé d'une partie brûleur généralement creuse dans laquelle débouche le conduit. La partie brûleur est munie à son extrémité libre de moyens de combustion de gaz capables d'enflammer le gaz. Un tel brûleur est, par exemple, décrit dans le document EP 1 795 803.
De manière plus générale, il peut être utilisé pour la chauffe de matériaux thermodurcissables, thermoformables, thermorétractables, matériaux que l'on fait adhérer par la chaleur et analogues.
Par exemple, un tel générateur d'air chaud est avantageusement utilisé pour la pose ou le marquage de bitume.
Il peut également être utilisé dans le domaine du bâtiment par les couvreurs pour recouvrir les toits de matériau imperméable thermodurcissable, lequel se trouve généralement sous la forme de bandes enroulées.
Le générateur peut encore être utilisé dans le domaine de la logistique et du transport pour rétracter les films plastiques entourant les palettes de marchandises.
Le générateur peut aussi être utilisé pour le chauffage de locaux.
Bien que le générateur décrit dans le document EP 1 795 803 soit d'efficacité satisfaisante, les changements de législations concernant l'utilisation de tels générateurs à main préconisent l'utilisation de générateurs d'air chaud à flamme non apparente.
Une solution pour se conformer à la nouvelle législation est de projeter de l'air comprimé à chauffer vers la flamme alors que celle-ci est générée à l'intérieur d'un générateur d'air chaud de manière à ce
2 qu'elle n'en sorte pas, afin de transférer les calories à l'air comprimé
qui sort du générateur à l'état chaud. Ainsi, la matière à chauffer n'est pas en contact avec une flamme mais avec de l'air chaud.
Cette solution a l'inconvénient de générer un haut coût d'utilisation par la consommation importante d'air comprimé.
Un autre inconvénient réside dans la sécurité parce que du gaz peut être acheminé dans le brûleur alors même qu'il n'y ait plus d'air comprimé.
Un but de l'invention est donc de proposer un brûleur permettant à
la fois de réduire la consommation d'air comprimé et d'empêcher que du gaz soit amené dans le générateur sans air.
Un autre but est de proposer un tel générateur d'air chaud maniable.
Dans cet objectif, l'invention propose un générateur d'air chaud portable comprenant :
- une poignée comprenant des moyens d'allumage ;
- une tuyère allongée liée à la poignée comprenant une extrémité de sortie pour l'éjection de l'air chaud ;
- des moyens de génération de flamme à l'intérieur de la tuyère allongée ;
- un venturi, en amont des moyens de génération de flamme, formé sur la tuyère allongée ;
- un conduit gaz traversant la poignée et destiné à amener un gaz combustible dans la tuyère allongée et au niveau des moyens de génération de flamme ;
- un conduit air traversant la poignée et destiné à amener de l'air comprimé dans la tuyère allongée et en amont du venturi ;
caractérisé en ce que le générateur comprend en plus un détendeur asservi contrôlant une pression de gaz dans le conduit gaz en fonction d'une pression d'air dans le conduit air.
qui sort du générateur à l'état chaud. Ainsi, la matière à chauffer n'est pas en contact avec une flamme mais avec de l'air chaud.
Cette solution a l'inconvénient de générer un haut coût d'utilisation par la consommation importante d'air comprimé.
Un autre inconvénient réside dans la sécurité parce que du gaz peut être acheminé dans le brûleur alors même qu'il n'y ait plus d'air comprimé.
Un but de l'invention est donc de proposer un brûleur permettant à
la fois de réduire la consommation d'air comprimé et d'empêcher que du gaz soit amené dans le générateur sans air.
Un autre but est de proposer un tel générateur d'air chaud maniable.
Dans cet objectif, l'invention propose un générateur d'air chaud portable comprenant :
- une poignée comprenant des moyens d'allumage ;
- une tuyère allongée liée à la poignée comprenant une extrémité de sortie pour l'éjection de l'air chaud ;
- des moyens de génération de flamme à l'intérieur de la tuyère allongée ;
- un venturi, en amont des moyens de génération de flamme, formé sur la tuyère allongée ;
- un conduit gaz traversant la poignée et destiné à amener un gaz combustible dans la tuyère allongée et au niveau des moyens de génération de flamme ;
- un conduit air traversant la poignée et destiné à amener de l'air comprimé dans la tuyère allongée et en amont du venturi ;
caractérisé en ce que le générateur comprend en plus un détendeur asservi contrôlant une pression de gaz dans le conduit gaz en fonction d'une pression d'air dans le conduit air.
3 Un avantage d'un tel générateur d'air chaud est que la sortie de gaz étant asservie à la sortie d'air, la sécurité du générateur d'air chaud est augmentée, puisqu'une sortie de gaz est évitée en l'absence d'une sortie d'air.
D'autres caractéristiques optionnelles et non limitatives sont :
- les moyens de génération de flamme comprennent un tube placé dans la tuyère, un brûleur et un injecteur de gaz, le tube est disposé au moins partiellement autour du brûleur et destiné à couper un flux d'air frais en deux ;
- le tube est un tube rétreint, la section du tube rétreint étant resserrée au niveau de sa partie la plus proche de l'extrémité de sortie de la tuyère ;
- l'injecteur de gaz comprend un alésage, ayant le même axe que la tuyère, pour l'insertion du brûleur, et au moins un orifice par le(s)quel(s) sort le gaz, cet/ces orifice(s) étant disposé de manière à
ce que le gaz sort tangentiellement au brûleur;
- le brûleur est un brûleur à flamme stabilisée, c'est-à-dire que a flamme générée reste accrochée au même endroit ;
- le brûleur à flamme stabilisée est soit un brûleur stabilisé par effet de sillage ou un brûleur Coanda ;
- les moyens d'allumage sont un allumeur piézo-électrique couplé à un fil électriquement conducteur à son contact et qui s'étend jusqu'aux moyens de génération de flamme ;
- le détendeur asservi comprend une chambre d'asservissement en communication de fluide avec le conduit air et en aval d'une chambre de détente air, une chambre gaz haute pression, et une chambre de détente gaz en communication de fluide avec le conduit gaz, caractérisé en ce que la chambre d'asservissement est séparée de la chambre de détente gaz par un élément variateur se déplaçant ou se déformant en réponse à une
D'autres caractéristiques optionnelles et non limitatives sont :
- les moyens de génération de flamme comprennent un tube placé dans la tuyère, un brûleur et un injecteur de gaz, le tube est disposé au moins partiellement autour du brûleur et destiné à couper un flux d'air frais en deux ;
- le tube est un tube rétreint, la section du tube rétreint étant resserrée au niveau de sa partie la plus proche de l'extrémité de sortie de la tuyère ;
- l'injecteur de gaz comprend un alésage, ayant le même axe que la tuyère, pour l'insertion du brûleur, et au moins un orifice par le(s)quel(s) sort le gaz, cet/ces orifice(s) étant disposé de manière à
ce que le gaz sort tangentiellement au brûleur;
- le brûleur est un brûleur à flamme stabilisée, c'est-à-dire que a flamme générée reste accrochée au même endroit ;
- le brûleur à flamme stabilisée est soit un brûleur stabilisé par effet de sillage ou un brûleur Coanda ;
- les moyens d'allumage sont un allumeur piézo-électrique couplé à un fil électriquement conducteur à son contact et qui s'étend jusqu'aux moyens de génération de flamme ;
- le détendeur asservi comprend une chambre d'asservissement en communication de fluide avec le conduit air et en aval d'une chambre de détente air, une chambre gaz haute pression, et une chambre de détente gaz en communication de fluide avec le conduit gaz, caractérisé en ce que la chambre d'asservissement est séparée de la chambre de détente gaz par un élément variateur se déplaçant ou se déformant en réponse à une
4 différence de pression entre une pression régnant dans la chambre d'asservissement et une pression régnant dans la chambre de détente gaz, un premier élément de contrainte s'opposant au déplacement ou à la déformation de l'élément variateur quand celui-ci se déplace ou se déforme vers la chambre de détente gaz ;
- l'élément variateur est un disque se déplaçant par translation en réponse à la différence de pression entre la pression régnant dans la chambre d'asservissement et la pression régnant dans la chambre de détente gaz, le disque présentant sur ses bords un joint torique permettant d'assurer l'étanchéité entre la chambre d'asservissement et la chambre de détente gaz ;
- l'élément variateur est une membrane se déformant en réponse à la différence de pression entre la pression régnant dans la chambre d'asservissement et la pression régnant dans la chambre de détente gaz, la membrane ayant des bords fixés de manière étanche sur une paroi des chambres d'asservissement et de détente gaz ;
- le détendeur asservi comprend en outre un deuxième élément de contrainte adapté pour créer un offset de pression entre la pression régnant dans la chambre d'asservissement et la pression régnant dans la chambre de détente gaz ;
- le deuxième élément de contrainte est un deuxième ressort prévu dans la chambre d'asservissement et destiné à créer un offset de manière à ce que la pression de gaz dans le conduit gaz soit toujours supérieure d'une quantité sensiblement constante à la pression d'air dans le conduit air ;
- le deuxième ressort possède un point d'appui de hauteur fixe dans la chambre d'asservissement et est destiné à créer un offset sensiblement constant ;
- le deuxième ressort possède un point d'appui de hauteur variable dans la chambre d'asservissement et est destiné à créer un offset variable ;
- le deuxième élément de contrainte est un deuxième ressort
- l'élément variateur est un disque se déplaçant par translation en réponse à la différence de pression entre la pression régnant dans la chambre d'asservissement et la pression régnant dans la chambre de détente gaz, le disque présentant sur ses bords un joint torique permettant d'assurer l'étanchéité entre la chambre d'asservissement et la chambre de détente gaz ;
- l'élément variateur est une membrane se déformant en réponse à la différence de pression entre la pression régnant dans la chambre d'asservissement et la pression régnant dans la chambre de détente gaz, la membrane ayant des bords fixés de manière étanche sur une paroi des chambres d'asservissement et de détente gaz ;
- le détendeur asservi comprend en outre un deuxième élément de contrainte adapté pour créer un offset de pression entre la pression régnant dans la chambre d'asservissement et la pression régnant dans la chambre de détente gaz ;
- le deuxième élément de contrainte est un deuxième ressort prévu dans la chambre d'asservissement et destiné à créer un offset de manière à ce que la pression de gaz dans le conduit gaz soit toujours supérieure d'une quantité sensiblement constante à la pression d'air dans le conduit air ;
- le deuxième ressort possède un point d'appui de hauteur fixe dans la chambre d'asservissement et est destiné à créer un offset sensiblement constant ;
- le deuxième ressort possède un point d'appui de hauteur variable dans la chambre d'asservissement et est destiné à créer un offset variable ;
- le deuxième élément de contrainte est un deuxième ressort
5 prévu dans la chambre de détente gaz et destiné à créer un offset de manière à ce que la pression de gaz dans le conduit gaz soit toujours inférieure d'une quantité sensiblement constante à la pression d'air dans le conduit air ; et - l'injecteur de gaz comprend en outre un espace torique intérieur en communication de fluide avec le conduit gaz dont le diamètre interne est supérieur au diamètre de l'alésage, un ou plusieurs orifices traversant, mettant en communication de fluide l'espace torique et l'intérieur de la tuyère, sur une surface tournée vers l'extrémité de sortie de la tuyère, l'alésage, l'espace torique et la tuyère ayant sensiblement le même axe.
D'autres caractéristiques, buts et avantages apparaîtront à la lecture de la description qui suit et en référence aux dessins donnés à titre illustratif et non limitatif, parmi lesquels :
- la figure la est une vue schématique en coupe longitudinale d'un générateur d'air chaud selon l'invention ;
- la figure lb est une vue schématique en coupe longitudinale du générateur d'air chaud selon le plan de coupe 1-1 de la figure la.
- les figures 2a, 2b, 2c et 2d sont des vues schématiques de moyens de régulation d'un ratio débit gaz/débit air utilisé dans le générateur d'air chaud selon un premier, deuxième, troisième et quatrième modes de réalisation ; et - la figure 3 est une vue schématique en coupe longitudinale d'un injecteur de gaz utilisé dans le générateur d'air chaud selon l'invention, illustrant un contrôle d'étanchéité du circuit de gaz.
Générateur d'air chaud
D'autres caractéristiques, buts et avantages apparaîtront à la lecture de la description qui suit et en référence aux dessins donnés à titre illustratif et non limitatif, parmi lesquels :
- la figure la est une vue schématique en coupe longitudinale d'un générateur d'air chaud selon l'invention ;
- la figure lb est une vue schématique en coupe longitudinale du générateur d'air chaud selon le plan de coupe 1-1 de la figure la.
- les figures 2a, 2b, 2c et 2d sont des vues schématiques de moyens de régulation d'un ratio débit gaz/débit air utilisé dans le générateur d'air chaud selon un premier, deuxième, troisième et quatrième modes de réalisation ; et - la figure 3 est une vue schématique en coupe longitudinale d'un injecteur de gaz utilisé dans le générateur d'air chaud selon l'invention, illustrant un contrôle d'étanchéité du circuit de gaz.
Générateur d'air chaud
6 En référence aux figures la et lb, un générateur d'air chaud 1 selon l'invention comprend une poignée 12, liée à une tuyère allongée 14 et de section généralement circulaire. Ce générateur d'air chaud 1 est destiné à générer de l'air chaud et à le projeter hors de la tuyère 14 à l'une de ses extrémités axiales appelée extrémité
de sortie.
Poignée La poignée 12 comprend un levier d'actionnement 122, un élément de préhension 124 et une anse 126. L'élément de préhension 124 est raccordé à la tuyère 14 sensiblement au niveau de la mi-longueur de la tuyère 14 et de manière sensiblement perpendiculaire.
Le levier d'actionnement 122 est agencé sur l'élément de préhension 124 en partie basse, de manière à pouvoir effectuer un mouvement de pivotement ou de translation limité par rapport à
l'élément de préhension 124 le rapprochant de celui-ci. La partie basse de l'élément de préhension 124 est comprise comme la partie la plus éloignée de la tuyère allongée 14. Le levier d'actionnement 122 est enclenché, c'est-à-dire qu'il pivote ou translate, quand un opérateur y exerce une force dirigée vers l'élément de préhension 124, afin de permettre l'arrivée d'air et de gaz.
Un élément de contrainte permet de ramener le levier d'actionnement 122 à sa position de départ, c'est-à-dire avant le pivotement ou la translation induit(e) par la contrainte exercée par l'opérateur.
Une extrémité de l'anse 126 est reliée à une partie haute de l'élément de préhension 124 et une autre extrémité de l'anse 126 est reliée à la partie basse de l'élément de préhension 124. La partie haute de l'élément de préhension 124 étant la partie située la plus proche de la tuyère 14. Entre ces deux extrémités, l'anse 126
de sortie.
Poignée La poignée 12 comprend un levier d'actionnement 122, un élément de préhension 124 et une anse 126. L'élément de préhension 124 est raccordé à la tuyère 14 sensiblement au niveau de la mi-longueur de la tuyère 14 et de manière sensiblement perpendiculaire.
Le levier d'actionnement 122 est agencé sur l'élément de préhension 124 en partie basse, de manière à pouvoir effectuer un mouvement de pivotement ou de translation limité par rapport à
l'élément de préhension 124 le rapprochant de celui-ci. La partie basse de l'élément de préhension 124 est comprise comme la partie la plus éloignée de la tuyère allongée 14. Le levier d'actionnement 122 est enclenché, c'est-à-dire qu'il pivote ou translate, quand un opérateur y exerce une force dirigée vers l'élément de préhension 124, afin de permettre l'arrivée d'air et de gaz.
Un élément de contrainte permet de ramener le levier d'actionnement 122 à sa position de départ, c'est-à-dire avant le pivotement ou la translation induit(e) par la contrainte exercée par l'opérateur.
Une extrémité de l'anse 126 est reliée à une partie haute de l'élément de préhension 124 et une autre extrémité de l'anse 126 est reliée à la partie basse de l'élément de préhension 124. La partie haute de l'élément de préhension 124 étant la partie située la plus proche de la tuyère 14. Entre ces deux extrémités, l'anse 126
7 s'écarte de l'élément de préhension 124 laissant apparaître ainsi un osil.
Tuyère allongée La tuyère allongée 14 possède des extrémités avant et arrière qui sont libres, l'extrémité avant étant l'extrémité de sortie. Elle possède également des parties avant 142, centrale 144 et arrière 146. Les termes avant , centrale et arrière sont déterminés en fonction de la sortie d'air chaud. La partie avant 142 est la partie la plus proche de la sortie d'air chaud alors que la partie arrière 146 est la partie la plus éloignée de la sortie d'air chaud.
Au niveau de la partie arrière 146, la tuyère présente une section droite qui varie entre au moins deux valeurs d'aire différentes, la plus grande étant celle située la plus proche de l'extrémité arrière de la tuyère 14 formant un venturi 4 entre l'extrémité arrière et la partie centrale 144 utilisé pour accélérer l'air frais non comprimé entrant par l'extrémité arrière de la tuyère 14.
Par exemple, La section droite de la tuyère allongée 14 se réduit progressivement pour augmenter ensuite.
Le venturi permet de diminuer la consommation d'air comprimé
par rapport à un générateur d'air chaud n'en disposant pas et n'utilisant que de l'air comprimé pour générer cet air chaud.
Sur l'extrémité arrière de la tuyère allongée 14, peut s'adapter une protection contre le vent 71. Par exemple, cette protection peut être un cache perforé venant se refermer sur l'extrémité arrière par clipsage, serrage ou vissage.
Sur l'extrémité avant de la tuyère allongée 14, peut s'adapter un adaptateur de forme 72 par clipsage, serrage ou vissage. Cet adaptateur permet de moduler l'extrémité selon l'usage qui en est fait du générateur d'air chaud 1.
Tuyère allongée La tuyère allongée 14 possède des extrémités avant et arrière qui sont libres, l'extrémité avant étant l'extrémité de sortie. Elle possède également des parties avant 142, centrale 144 et arrière 146. Les termes avant , centrale et arrière sont déterminés en fonction de la sortie d'air chaud. La partie avant 142 est la partie la plus proche de la sortie d'air chaud alors que la partie arrière 146 est la partie la plus éloignée de la sortie d'air chaud.
Au niveau de la partie arrière 146, la tuyère présente une section droite qui varie entre au moins deux valeurs d'aire différentes, la plus grande étant celle située la plus proche de l'extrémité arrière de la tuyère 14 formant un venturi 4 entre l'extrémité arrière et la partie centrale 144 utilisé pour accélérer l'air frais non comprimé entrant par l'extrémité arrière de la tuyère 14.
Par exemple, La section droite de la tuyère allongée 14 se réduit progressivement pour augmenter ensuite.
Le venturi permet de diminuer la consommation d'air comprimé
par rapport à un générateur d'air chaud n'en disposant pas et n'utilisant que de l'air comprimé pour générer cet air chaud.
Sur l'extrémité arrière de la tuyère allongée 14, peut s'adapter une protection contre le vent 71. Par exemple, cette protection peut être un cache perforé venant se refermer sur l'extrémité arrière par clipsage, serrage ou vissage.
Sur l'extrémité avant de la tuyère allongée 14, peut s'adapter un adaptateur de forme 72 par clipsage, serrage ou vissage. Cet adaptateur permet de moduler l'extrémité selon l'usage qui en est fait du générateur d'air chaud 1.
8 Au niveau de la partie centrale 144, sont agencés à l'intérieur de la tuyère 14 des moyens de génération de flamme 6 qui seront détaillés plus en avant par la suite.
Alimentation en gaz et en air Afin d'amener du gaz pour alimenter la flamme et de l'air pour générer l'air chaud et permettre la combustion du gaz, deux conduits gaz 162 et air 164 sont prévus. Ces conduits entrent par la partie basse de l'élément de préhension 124, et s'étendent à travers cet élément 124 pour aboutir dans la tuyère 14.
Le conduit gaz 162 s'étend vers l'avant de la tuyère 14 jusqu'au niveau de sa partie centrale 144. Il est relié à une source de gaz. La source de gaz peut être, par exemple, une bombonne de gaz comprimé, un compresseur. Le conduit gaz 162 débouche dans un injecteur de gaz 68. Cet injecteur de gaz 68 est positionné
sensiblement au centre d'une section de la tuyère 14 et orienté
parallèlement à l'axe moyen central de celle-ci, vers l'avant.
Le conduit air 164 s'étend vers l'arrière de la tuyère 14, au-delà du venturi 4 avant de former un coude afin que son embout soit positionné sensiblement au centre d'une section de la tuyère 14 et orienté parallèlement à l'axe moyen central de celle-ci, vers l'avant. Il est relié à une source d'air comprimé, par exemple une bombonne d'air comprimé. L'air comprimé sort de l'embout à travers un injecteur d'air.
Détendeur asservi L'alimentation du conduit gaz 162 est asservie par la pression régnant dans le conduit d'air 164 comprimé via un détendeur asservi 2.
En référence aux figures 2a, 2b, 2c et 2d sont décrits ci-après plusieurs modes de réalisation du détendeur asservi 2.
Alimentation en gaz et en air Afin d'amener du gaz pour alimenter la flamme et de l'air pour générer l'air chaud et permettre la combustion du gaz, deux conduits gaz 162 et air 164 sont prévus. Ces conduits entrent par la partie basse de l'élément de préhension 124, et s'étendent à travers cet élément 124 pour aboutir dans la tuyère 14.
Le conduit gaz 162 s'étend vers l'avant de la tuyère 14 jusqu'au niveau de sa partie centrale 144. Il est relié à une source de gaz. La source de gaz peut être, par exemple, une bombonne de gaz comprimé, un compresseur. Le conduit gaz 162 débouche dans un injecteur de gaz 68. Cet injecteur de gaz 68 est positionné
sensiblement au centre d'une section de la tuyère 14 et orienté
parallèlement à l'axe moyen central de celle-ci, vers l'avant.
Le conduit air 164 s'étend vers l'arrière de la tuyère 14, au-delà du venturi 4 avant de former un coude afin que son embout soit positionné sensiblement au centre d'une section de la tuyère 14 et orienté parallèlement à l'axe moyen central de celle-ci, vers l'avant. Il est relié à une source d'air comprimé, par exemple une bombonne d'air comprimé. L'air comprimé sort de l'embout à travers un injecteur d'air.
Détendeur asservi L'alimentation du conduit gaz 162 est asservie par la pression régnant dans le conduit d'air 164 comprimé via un détendeur asservi 2.
En référence aux figures 2a, 2b, 2c et 2d sont décrits ci-après plusieurs modes de réalisation du détendeur asservi 2.
9 Le détendeur asservi 2 illustré sur la figure 2a comprend une partie amont chambre d'asservissement 20. La partie amont chambre d'asservissement 20 peut être réalisée de plusieurs manières différentes et connues de l'homme du métier. Elle ne sera donc pas décrite en détail par la suite. Elle comprend, entre autre, une chambre air haute pression 211, une chambre de détente air 212 et des moyens de réglage 213. La chambre amont chambre d'asservissement 20 délivre à sa sortie de l'air comprimé à une pression réduite par rapport à la pression d'air entrant. La pression réduite de l'air est variable grâce aux moyens de réglage 213.
Le détendeur asservi 2 comprend en plus une chambre d'asservissement 23 en aval de la chambre de détente air 212, une chambre gaz haute pression 221 et une chambre de détente gaz 222.
La chambre d'asservissement 23 est séparée de la chambre de détente gaz 222 par un élément variateur 24 qui permet de faire varier la pression de détente du gaz dans la chambre de détente gaz 222 en fonction de la pression de détente de l'air dans la chambre d'asservissement 23.
Cet élément variateur 24 peut être un disque qui se déplace par translation en réponse à une différence de pression entre les pressions de détente de l'air et du gaz. Le disque présente sur ses bords un joint torique permettant d'assurer l'étanchéité entre la chambre d'asservissement 23 et la chambre de détente gaz 222.
Une membrane dont les bords sont fixés à la paroi des chambres d'asservissement 23 et de détente gaz 222 de manière étanche, peut également être utilisée. Cette membrane se déforme en fonction de la différence de- pression entre les pressions de détente de l'air et du gaz.
La chambre de détente gaz 222 est séparée de la chambre gaz haute pression 221 par une paroi de séparation 26.
La paroi de séparation 26 comprend un orifice 26. Un clapet 25 en forme de H est positionné entre la chambre de détente gaz 222 et la chambre gaz haute pression 221 à travers l'orifice 26'. Une première hampe du clapet 25 en forme de H est positionnée juste 5 sous l'élément variateur 24.
En variante, la première hampe du clapet 25 est directement liée à l'élément variateur 24. En variante encore, l'élément variateur 24 constitue la première hampe du clapet 25.
Un élément de contrainte 271 agit sur l'autre hampe du clapet 25
Le détendeur asservi 2 comprend en plus une chambre d'asservissement 23 en aval de la chambre de détente air 212, une chambre gaz haute pression 221 et une chambre de détente gaz 222.
La chambre d'asservissement 23 est séparée de la chambre de détente gaz 222 par un élément variateur 24 qui permet de faire varier la pression de détente du gaz dans la chambre de détente gaz 222 en fonction de la pression de détente de l'air dans la chambre d'asservissement 23.
Cet élément variateur 24 peut être un disque qui se déplace par translation en réponse à une différence de pression entre les pressions de détente de l'air et du gaz. Le disque présente sur ses bords un joint torique permettant d'assurer l'étanchéité entre la chambre d'asservissement 23 et la chambre de détente gaz 222.
Une membrane dont les bords sont fixés à la paroi des chambres d'asservissement 23 et de détente gaz 222 de manière étanche, peut également être utilisée. Cette membrane se déforme en fonction de la différence de- pression entre les pressions de détente de l'air et du gaz.
La chambre de détente gaz 222 est séparée de la chambre gaz haute pression 221 par une paroi de séparation 26.
La paroi de séparation 26 comprend un orifice 26. Un clapet 25 en forme de H est positionné entre la chambre de détente gaz 222 et la chambre gaz haute pression 221 à travers l'orifice 26'. Une première hampe du clapet 25 en forme de H est positionnée juste 5 sous l'élément variateur 24.
En variante, la première hampe du clapet 25 est directement liée à l'élément variateur 24. En variante encore, l'élément variateur 24 constitue la première hampe du clapet 25.
Un élément de contrainte 271 agit sur l'autre hampe du clapet 25
10 en forme de H pour s'opposer à un déplacement ou à une déformation de l'élément variateur de la chambre d'asservissement 23 vers la chambre de détente gaz 222.
L'élément de contrainte 271 peut être un ressort fixé à une paroi de la chambre gaz haute pression 221 opposée à la paroi de séparation 26 en face de l'orifice 26'.
La taille de l'orifice 26' est inférieure à la taille des hampes du clapet 25. Les hampes du clapet 25 peuvent avoir des dimensions différentes.
La chambre air haute pression 221 est munie d'une entrée de gaz et la chambre de détente gaz 26 est munie d'une sortie de gaz.
Lorsque de l'air entre via la partie amont chambre d'asservissement 20 dans la chambre d'asservissement 23 à une pression Pd.a (qui est sensiblement la même que la pression dans la chambre de détente air 212 et dans le conduit air 164) inférieure à la pression Pd.g régnant dans la chambre de détente gaz 222 (qui est sensiblement la même que celle du conduite gaz 162) (Pd.a < Pd.g), l'élément variateur 24 se déplace ou se déforme dans le sens chambre de détente gaz 222 vers chambre d'asservissement 23. Le clapet 25 est alors contraint par l'élément de contrainte 271 à venir au contact de l'élément variateur 24, et se déplace vers la paroi de
L'élément de contrainte 271 peut être un ressort fixé à une paroi de la chambre gaz haute pression 221 opposée à la paroi de séparation 26 en face de l'orifice 26'.
La taille de l'orifice 26' est inférieure à la taille des hampes du clapet 25. Les hampes du clapet 25 peuvent avoir des dimensions différentes.
La chambre air haute pression 221 est munie d'une entrée de gaz et la chambre de détente gaz 26 est munie d'une sortie de gaz.
Lorsque de l'air entre via la partie amont chambre d'asservissement 20 dans la chambre d'asservissement 23 à une pression Pd.a (qui est sensiblement la même que la pression dans la chambre de détente air 212 et dans le conduit air 164) inférieure à la pression Pd.g régnant dans la chambre de détente gaz 222 (qui est sensiblement la même que celle du conduite gaz 162) (Pd.a < Pd.g), l'élément variateur 24 se déplace ou se déforme dans le sens chambre de détente gaz 222 vers chambre d'asservissement 23. Le clapet 25 est alors contraint par l'élément de contrainte 271 à venir au contact de l'élément variateur 24, et se déplace vers la paroi de
11 séparation 26 au plus jusqu'à ce que son autre hampe vienne en butée contre cette paroi de séparation 26 du côté de la chambre gaz haute pression 221. L'arrivée de gaz dans la chambre de détente gaz 222 est alors diminuée voire coupée si le clapet ferme l'orifice 26' de la paroi de séparation 26, et la pression Pd.g diminue dans la chambre de détente gaz 222.
Lorsque la pression Pd.a régnant dans la chambre d'asservissement 25 (qui est sensiblement égale à celle qui règne dans la chambre de détente air 212 et dans le conduit air 164) est supérieure à la pression Pd.g dans la chambre de détente gaz 222 (qui est sensiblement la même que celle du conduit gaz 162), l'élément variateur 24 se déplace ou se déforme dans un sens chambre d'asservissement 23 vers chambre de détente gaz 222.
L'élément variateur 24 exerce alors une contrainte sur le clapet 25 qui agit sur l'élément de contrainte 271 en s'opposant à la force de rappel de l'élément de contrainte 271. Le clapet 25 se déplace alors hors de la paroi de séparation 26. S'il était placé contre celle-ci, il n'est donc plus en butée contre la paroi de séparation 26 du côté de la chambre gaz haute pression 221 et libère alors l'orifice 26'. Le flux de gaz entrant dans la chambre de détente gaz 222 augmente, ce qui augmente la pression Pd.9 qui y règne et le gaz s'échappe par la sortie dans le conduit gaz 162.
La position de l'élément variateur 24 dépend des pressions Pd.a, Pd.g de part et d'autre de l'élément variateur 24. De même, la position du clapet 25 dépend des pressions Pd.a, Pd.g de part et d'autre de l'élément variateur 24.
Ce premier mode de réalisation du détendeur asservi permet d'obtenir une pression de gaz dans le conduit gaz 162 sensiblement égale à la pression d'air comprimé dans le conduit air 164 (Pd.9 Pd.a).
Lorsque la pression Pd.a régnant dans la chambre d'asservissement 25 (qui est sensiblement égale à celle qui règne dans la chambre de détente air 212 et dans le conduit air 164) est supérieure à la pression Pd.g dans la chambre de détente gaz 222 (qui est sensiblement la même que celle du conduit gaz 162), l'élément variateur 24 se déplace ou se déforme dans un sens chambre d'asservissement 23 vers chambre de détente gaz 222.
L'élément variateur 24 exerce alors une contrainte sur le clapet 25 qui agit sur l'élément de contrainte 271 en s'opposant à la force de rappel de l'élément de contrainte 271. Le clapet 25 se déplace alors hors de la paroi de séparation 26. S'il était placé contre celle-ci, il n'est donc plus en butée contre la paroi de séparation 26 du côté de la chambre gaz haute pression 221 et libère alors l'orifice 26'. Le flux de gaz entrant dans la chambre de détente gaz 222 augmente, ce qui augmente la pression Pd.9 qui y règne et le gaz s'échappe par la sortie dans le conduit gaz 162.
La position de l'élément variateur 24 dépend des pressions Pd.a, Pd.g de part et d'autre de l'élément variateur 24. De même, la position du clapet 25 dépend des pressions Pd.a, Pd.g de part et d'autre de l'élément variateur 24.
Ce premier mode de réalisation du détendeur asservi permet d'obtenir une pression de gaz dans le conduit gaz 162 sensiblement égale à la pression d'air comprimé dans le conduit air 164 (Pd.9 Pd.a).
12 Dans un deuxième mode de réalisation du détendeur asservi 2 illustré sur la figure 2b, un offset est ajouté. C'est-à-dire que la pression de gaz Pd.g dans le conduit gaz est toujours supérieure d'une quantité, sensiblement constante, à la pression d'air comprimé
Pd.a dans le conduit air (Pd.9 ~ Pd.a + AP).
Dans ce deuxième mode de réalisation, un deuxième élément de contrainte 272 agit sur l'élément variateur 24 pour créer un offset positif constant AP par rapport à la pression Pd.a régnant dans la chambre d'asservissement 23 Par exemple, dans le cas où le deuxième élément de contrainte 272 est un ressort, il est positionné dans la chambre d'asservissement 23 de manière à prendre appui sur l'élément variateur 24 et une paroi de la chambre d'asservissement opposée à
l'élément variateur 24. Le ressort exerce une contrainte sur l'élément variateur 24 de sorte à le forcer vers la chambre de détente gaz 222.
Le reste du détendeur asservi 1 est identique au premier mode de réalisation du détendeur asservi 1.
Dans un troisième mode de réalisation, illustré sur la figure 2c, le deuxième élément de contrainte 272 agit toujours sur l'élément variateur 24 de façon à créer un offset positif A&P par rapport à la pression Pd.a régnant dans la chambre d'asservissement 23.
Cependant, dans ce mode de réalisation, cet offset positif AP est réglable grâce à des moyens de réglage 274.
Par exemple, dans le cas où le deuxième élément de contrainte 272 est un ressort, celui-ci prend appui sur l'élément variateur 24, au niveau de l'une de ses extrémités. Au niveau de l'autre de ses extrémités, le ressort prend appui sur un plateau 274 muni d'une tige en son centre et s'étendant du côté opposé au ressort. La tige peut se déplacer en un mouvement de va-et-vient parallèlement au ressort par coulissement ou vissage. Au niveau de la paroi de la
Pd.a dans le conduit air (Pd.9 ~ Pd.a + AP).
Dans ce deuxième mode de réalisation, un deuxième élément de contrainte 272 agit sur l'élément variateur 24 pour créer un offset positif constant AP par rapport à la pression Pd.a régnant dans la chambre d'asservissement 23 Par exemple, dans le cas où le deuxième élément de contrainte 272 est un ressort, il est positionné dans la chambre d'asservissement 23 de manière à prendre appui sur l'élément variateur 24 et une paroi de la chambre d'asservissement opposée à
l'élément variateur 24. Le ressort exerce une contrainte sur l'élément variateur 24 de sorte à le forcer vers la chambre de détente gaz 222.
Le reste du détendeur asservi 1 est identique au premier mode de réalisation du détendeur asservi 1.
Dans un troisième mode de réalisation, illustré sur la figure 2c, le deuxième élément de contrainte 272 agit toujours sur l'élément variateur 24 de façon à créer un offset positif A&P par rapport à la pression Pd.a régnant dans la chambre d'asservissement 23.
Cependant, dans ce mode de réalisation, cet offset positif AP est réglable grâce à des moyens de réglage 274.
Par exemple, dans le cas où le deuxième élément de contrainte 272 est un ressort, celui-ci prend appui sur l'élément variateur 24, au niveau de l'une de ses extrémités. Au niveau de l'autre de ses extrémités, le ressort prend appui sur un plateau 274 muni d'une tige en son centre et s'étendant du côté opposé au ressort. La tige peut se déplacer en un mouvement de va-et-vient parallèlement au ressort par coulissement ou vissage. Au niveau de la paroi de la
13 chambre d'asservissement 25 opposée à l'élément variateur 24, est prévu les moyens de réglage du plateau 274 permettant de régler la hauteur z de ce plateau via sa tige. Plus le plateau 274 est proche de l'élément variateur 24 et plus l'offset est grand. Plus le plateau 274 est éloigné de l'élément variateur 24, plus l'offset est petit. Le ressort exerce une contrainte sur l'élément variateur 24 de sorte à le forcer vers la chambre de détente gaz 222. L'offset est alors dépendant de la hauteur z du plateau. La pression de gaz dans la chambre de détente gaz 222 vaut : Pd.g. = Pd.a + ,&P(z)=
Dans un quatrième mode de réalisation, un offset négatif peut être créé. Ce mode de réalisation est illustré sur la figure 2d.
La conception générale de ce mode de réalisation est identique au premier mode de réalisation, à l'exception d'un ajout d'un deuxième élément de contrainte 272 agissant sur l'élément variateur 24 permet d'obtenir l'offset négatif -AP par rapport à la pression Pa.a régnant dans la chambre d'asservissement 23.
Dans le cas où le deuxième élément de contrainte 272 est un ressort, celui-ci repose au niveau d'une de ses extrémités sur la première hampe du clapet 25 et, au niveau de l'autre de ses extrémités, sur la paroi de séparation 26 du côté de la chambre de détente gaz 222. Le deuxième ressort exerce une contrainte sur l'élément variateur 24 de sorte à le forcer vers la chambre d'asservissement 23. La pression régnant dans la chambre de détente gaz Pd.g vaut sensiblement Pd.a - AP.
Dans ces quatre mode de réalisation du détendeur asservi 2, l'alimentation en gaz est asservie sur l'alimentation en air comprimé, ce qui augmente la sécurité du générateur d'air chaud 1, puisqu'une alimentation en gaz sans apport d'air est évitée.
Le clapet 25 peut être conçu différemment de la description ci-dessus et peut présenter une forme différente de manière à pouvoir
Dans un quatrième mode de réalisation, un offset négatif peut être créé. Ce mode de réalisation est illustré sur la figure 2d.
La conception générale de ce mode de réalisation est identique au premier mode de réalisation, à l'exception d'un ajout d'un deuxième élément de contrainte 272 agissant sur l'élément variateur 24 permet d'obtenir l'offset négatif -AP par rapport à la pression Pa.a régnant dans la chambre d'asservissement 23.
Dans le cas où le deuxième élément de contrainte 272 est un ressort, celui-ci repose au niveau d'une de ses extrémités sur la première hampe du clapet 25 et, au niveau de l'autre de ses extrémités, sur la paroi de séparation 26 du côté de la chambre de détente gaz 222. Le deuxième ressort exerce une contrainte sur l'élément variateur 24 de sorte à le forcer vers la chambre d'asservissement 23. La pression régnant dans la chambre de détente gaz Pd.g vaut sensiblement Pd.a - AP.
Dans ces quatre mode de réalisation du détendeur asservi 2, l'alimentation en gaz est asservie sur l'alimentation en air comprimé, ce qui augmente la sécurité du générateur d'air chaud 1, puisqu'une alimentation en gaz sans apport d'air est évitée.
Le clapet 25 peut être conçu différemment de la description ci-dessus et peut présenter une forme différente de manière à pouvoir
14 ouvrir ou fermer l'orifice 26' de la paroi de séparation 26 en fonction des mouvements ou déformations de l'élément variateur 24.
De manière générale, le détendeur asservi 2 peut être utilisé pour des applications autre qu'un générateur à air chaud. Il peut être utilisé dans toutes les applications nécessitant un asservissement d'un fluide sur au autre.
Moyens d'allumage Des moyens d'allumage 128, par exemple un allumeur piézo-électrique, sont positionnés dans l'élément de préhension 124 en contact avec le levier d'actionnement 122. Un allumeur piézo-électrique 128 est connu, par exemple dans le document EP
1 795 803 et ne sera pas décrit plus en détail par la suite. Un fil 8 électriquement conducteur, en contact avec l'allumeur piézo-électrique, se prolonge jusqu'aux moyens de génération de flamme 6.
Moyens de génération de flamme Les moyens de génération de flamme 6, à l'intérieur de la tuyère 14, comprennent un tube rétreint 62, un brûleur 64 et un injecteur de gaz 68 formant également montant de support pour le brûleur 64.
Le tube rétreint 62, possédant des extrémités avant et arrière, a une forme de cylindre droit à base généralement circulaire. La section droite du tube rétreint 62 est inférieure à la section droite de la tuyère 14. La section droite du tube rétreint 62 au niveau de l'extrémité avant se ressert légèrement. Ce resserrement 621 du tube rétreint 62 permet de contenir la flamme générée à l'intérieur de celui-ci, ou au voisinage de ce resserrement 621. La distance entre le resserrement 621 et l'extrémité de sortie de la tuyère 14 est comprise entre 2 et 8 fois le diamètre de la tuyère 14.
En variante, le tube 62 n'est pas rétreint, c'est-à-dire qu'il ne comprend pas de resserrement 621 au niveau de son extrémité
avant. Dans cette variante, la flamme n'est pas contenue à l'intérieur du tube rétreint 62 et s'étend plus en avant vers l'extrémité de sortie de la tuyère 14.
Le tube rétreint 62 présente un même axe de révolution que la tuyère 14.
5 Le brûleur 64 est maintenu par l'injecteur de gaz 68 relativement dans l'axe de la tuyère 14. Il possède une partie arrière cylindrique 641 et une partie avant 642 en forme de cône divergeant vers la partie avant. La partie arrière 641 est liée à l'injecteur 68 en s'insérant dans un alésage 682 prévu dans celui-ci, et se prolonge 10 jusqu'au voisinage du tube rétreint 62. Le gaz est éjecté de l'injecté
de gaz 68 par des orifices traversant 683 mettant en communication de fluide l'espace autour de la partie arrière 641 du brûleur 64 et le conduit gaz 162. Ces orifices 683 sont positionnés de manière à ce que le gaz soit éjecté de manière tangentielle à la partie arrière 841
De manière générale, le détendeur asservi 2 peut être utilisé pour des applications autre qu'un générateur à air chaud. Il peut être utilisé dans toutes les applications nécessitant un asservissement d'un fluide sur au autre.
Moyens d'allumage Des moyens d'allumage 128, par exemple un allumeur piézo-électrique, sont positionnés dans l'élément de préhension 124 en contact avec le levier d'actionnement 122. Un allumeur piézo-électrique 128 est connu, par exemple dans le document EP
1 795 803 et ne sera pas décrit plus en détail par la suite. Un fil 8 électriquement conducteur, en contact avec l'allumeur piézo-électrique, se prolonge jusqu'aux moyens de génération de flamme 6.
Moyens de génération de flamme Les moyens de génération de flamme 6, à l'intérieur de la tuyère 14, comprennent un tube rétreint 62, un brûleur 64 et un injecteur de gaz 68 formant également montant de support pour le brûleur 64.
Le tube rétreint 62, possédant des extrémités avant et arrière, a une forme de cylindre droit à base généralement circulaire. La section droite du tube rétreint 62 est inférieure à la section droite de la tuyère 14. La section droite du tube rétreint 62 au niveau de l'extrémité avant se ressert légèrement. Ce resserrement 621 du tube rétreint 62 permet de contenir la flamme générée à l'intérieur de celui-ci, ou au voisinage de ce resserrement 621. La distance entre le resserrement 621 et l'extrémité de sortie de la tuyère 14 est comprise entre 2 et 8 fois le diamètre de la tuyère 14.
En variante, le tube 62 n'est pas rétreint, c'est-à-dire qu'il ne comprend pas de resserrement 621 au niveau de son extrémité
avant. Dans cette variante, la flamme n'est pas contenue à l'intérieur du tube rétreint 62 et s'étend plus en avant vers l'extrémité de sortie de la tuyère 14.
Le tube rétreint 62 présente un même axe de révolution que la tuyère 14.
5 Le brûleur 64 est maintenu par l'injecteur de gaz 68 relativement dans l'axe de la tuyère 14. Il possède une partie arrière cylindrique 641 et une partie avant 642 en forme de cône divergeant vers la partie avant. La partie arrière 641 est liée à l'injecteur 68 en s'insérant dans un alésage 682 prévu dans celui-ci, et se prolonge 10 jusqu'au voisinage du tube rétreint 62. Le gaz est éjecté de l'injecté
de gaz 68 par des orifices traversant 683 mettant en communication de fluide l'espace autour de la partie arrière 641 du brûleur 64 et le conduit gaz 162. Ces orifices 683 sont positionnés de manière à ce que le gaz soit éjecté de manière tangentielle à la partie arrière 841
15 cylindrique du brûleur 64.
Le centre du brûleur 64 est traversé par un alésage 643 longitudinal laissant passer le fil 8 électriquement conducteur en contact avec l'allumeur piézo-électrique 128. Le gaz passe, quant à
lui, autour du brûleur 64 vers l'intérieur du tube rétreint 62.
La forme du brûleur 64 permet de mélanger l'air et le gaz. En effet, à la sortie de l'injecteur de, gaz 68, le gaz se déplace tangentiellement à la partie arrière 641 du brûleur 64 et a tendance à
s'accrocher à la paroi de celle-ci en entraînant par aspiration de l'air présent dans les parties environnantes. Ce mélange d'air et de gaz est également accéléré par le rétrécissement 621 de la section droite vers l'avant de la tuyère 14.
Au niveau de la partie la plus large du cône formant le brûleur 64, existe une partie cylindrique 644. La différence de section entre la section comprise entre le tube rétreint 62 et la partie cylindrique 644 du brûleur 64 au niveau de la partie la plus large du cône et la
Le centre du brûleur 64 est traversé par un alésage 643 longitudinal laissant passer le fil 8 électriquement conducteur en contact avec l'allumeur piézo-électrique 128. Le gaz passe, quant à
lui, autour du brûleur 64 vers l'intérieur du tube rétreint 62.
La forme du brûleur 64 permet de mélanger l'air et le gaz. En effet, à la sortie de l'injecteur de, gaz 68, le gaz se déplace tangentiellement à la partie arrière 641 du brûleur 64 et a tendance à
s'accrocher à la paroi de celle-ci en entraînant par aspiration de l'air présent dans les parties environnantes. Ce mélange d'air et de gaz est également accéléré par le rétrécissement 621 de la section droite vers l'avant de la tuyère 14.
Au niveau de la partie la plus large du cône formant le brûleur 64, existe une partie cylindrique 644. La différence de section entre la section comprise entre le tube rétreint 62 et la partie cylindrique 644 du brûleur 64 au niveau de la partie la plus large du cône et la
16 section interne du tube rétreint 62 juste après l'extrémité avant du brûleur 64 provoque un écoulement turbulent du mélange d'air et de gaz ce qui permet un mélange plus homogène d'air et de gaz.
A l'extrémité de la partie en forme de cône 642 est prévu un évidement central servant de puits à gaz 66. Le puits à gaz 66 reçoit par son fond le fil 8 électriquement conducteur en contact avec l'allumeur piézo-électrique 128. Le fil 8 est isolé électriquement du puits à gaz 66. La différence de potentiel entre les parois du puits 66 et le fil 8 créée par l'allumeur piézo-électrique 128 provoque une étincelle qui embrase le mélange gaz/air contenu dans le puits et dans le tube rétreint 62. La flamme générée s'accroche alors à la surface avant du brûleur et au puits. Le mélange d'air et de gaz dans le puits à gaz 66 est renouvelé grâce à l'écoulement turbulent du mélange.
Le tube rétreint 62 sert de séparation afin d'obtenir un mélange aux bonnes proportions en gaz et air à l'intérieur du tube rétreint 62 et du puits à gaz 66.
Une section SI délimitée entre la tuyère allongée 14 et le tube rétreint 62 et une section S2 délimitée entre le tube rétreint 62 et le brûleur 64 permettent de jouer sur le mélange et la température à
l'intérieur de la tuyère 14.
De manière générale, le brûleur 64 est un brûleur à flamme stabilisée résistant au courant d'air, c'est-à-dire que la flamme reste accrocher au même endroit, par exemple un brûleur stabilisé par effet de sillage ou brûleur Coanda tel que décrit dans la demande de brevet déposé sous le numéro de dépôt européen 08290820.3 ou PCT 07/06419.
La présence du tube rétreint 62 a plusieurs avantages. Elle permet, entre autre, d'éviter une surchauffe de la tuyère allongée 14, et de séparer le flux d'air en deux afin de garantir une combustion
A l'extrémité de la partie en forme de cône 642 est prévu un évidement central servant de puits à gaz 66. Le puits à gaz 66 reçoit par son fond le fil 8 électriquement conducteur en contact avec l'allumeur piézo-électrique 128. Le fil 8 est isolé électriquement du puits à gaz 66. La différence de potentiel entre les parois du puits 66 et le fil 8 créée par l'allumeur piézo-électrique 128 provoque une étincelle qui embrase le mélange gaz/air contenu dans le puits et dans le tube rétreint 62. La flamme générée s'accroche alors à la surface avant du brûleur et au puits. Le mélange d'air et de gaz dans le puits à gaz 66 est renouvelé grâce à l'écoulement turbulent du mélange.
Le tube rétreint 62 sert de séparation afin d'obtenir un mélange aux bonnes proportions en gaz et air à l'intérieur du tube rétreint 62 et du puits à gaz 66.
Une section SI délimitée entre la tuyère allongée 14 et le tube rétreint 62 et une section S2 délimitée entre le tube rétreint 62 et le brûleur 64 permettent de jouer sur le mélange et la température à
l'intérieur de la tuyère 14.
De manière générale, le brûleur 64 est un brûleur à flamme stabilisée résistant au courant d'air, c'est-à-dire que la flamme reste accrocher au même endroit, par exemple un brûleur stabilisé par effet de sillage ou brûleur Coanda tel que décrit dans la demande de brevet déposé sous le numéro de dépôt européen 08290820.3 ou PCT 07/06419.
La présence du tube rétreint 62 a plusieurs avantages. Elle permet, entre autre, d'éviter une surchauffe de la tuyère allongée 14, et de séparer le flux d'air en deux afin de garantir une combustion
17 propre (c'est-à-dire avec une bonne proportion de gaz et d'air pour que la combustion du gaz soit totale). En effet, le fait qu'une partie du flux d'air n'est pas chauffée permet de refroidir la tuyère allongée 14.
Ceci garantit également un apport d'air frais pour une meilleure combustion et pour contenir la flamme à l'intérieur du tube rétreint 62 et au voisinage du tube rétreint 62. Cet air frais est chauffé au voisinage du resserrement 621 du tube rétreint 62 et est projeté hors de l'extrémité de sortie de la tuyère 14.
Fonctionnement Le générateur d'air chaud 1 selon l'invention est mis en fonctionnement par l'opérateur lorsque celui-ci, tenant la poignée 12, exerce. une pression sur le levier d'actionnement 122. Cette pression contraint le levier d'actionnement 122 à pivoter autour de la partie basse de l'élément de préhension 124 ou à se déplacer en translation vers l'élément de préhension 124.
Le déplacement du levier d'actionnement 122 entraîne l'ouverture de vannes dans les conduits gaz 162 et air 164 laissant passer ainsi l'air comprimé et le gaz.
L'air comprimé passe alors dans le conduit air 164 avant d'être injecté par l'injecteur d'air en amont du venturi 4. L'injection d'air comprimé à travers le venturi 4 entraîne une aspiration d'air ambiant qui entre par l'extrémité arrière du générateur d'air chaud 1. L'air ambiant se mélange alors à l'air comprimé au niveau du venturi 4 et avant qu'une première fraction ne passe à travers les moyens de génération de flamme 6. L'autre fraction passe alors à travers le passage défini entre le tube rétreint 62 et la tuyère allongée 14.
Le gaz passe dans le conduit gaz 162 avant d'être injecté par l'injecteur de gaz 68 autour du brûleur 64. Le gaz entre dans le tube rétreint 62 avec la première fraction du mélange d'air ambiant/air comprimé.
Ceci garantit également un apport d'air frais pour une meilleure combustion et pour contenir la flamme à l'intérieur du tube rétreint 62 et au voisinage du tube rétreint 62. Cet air frais est chauffé au voisinage du resserrement 621 du tube rétreint 62 et est projeté hors de l'extrémité de sortie de la tuyère 14.
Fonctionnement Le générateur d'air chaud 1 selon l'invention est mis en fonctionnement par l'opérateur lorsque celui-ci, tenant la poignée 12, exerce. une pression sur le levier d'actionnement 122. Cette pression contraint le levier d'actionnement 122 à pivoter autour de la partie basse de l'élément de préhension 124 ou à se déplacer en translation vers l'élément de préhension 124.
Le déplacement du levier d'actionnement 122 entraîne l'ouverture de vannes dans les conduits gaz 162 et air 164 laissant passer ainsi l'air comprimé et le gaz.
L'air comprimé passe alors dans le conduit air 164 avant d'être injecté par l'injecteur d'air en amont du venturi 4. L'injection d'air comprimé à travers le venturi 4 entraîne une aspiration d'air ambiant qui entre par l'extrémité arrière du générateur d'air chaud 1. L'air ambiant se mélange alors à l'air comprimé au niveau du venturi 4 et avant qu'une première fraction ne passe à travers les moyens de génération de flamme 6. L'autre fraction passe alors à travers le passage défini entre le tube rétreint 62 et la tuyère allongée 14.
Le gaz passe dans le conduit gaz 162 avant d'être injecté par l'injecteur de gaz 68 autour du brûleur 64. Le gaz entre dans le tube rétreint 62 avec la première fraction du mélange d'air ambiant/air comprimé.
18 Le puits 66 se remplit de gaz et du mélange d'air ambiant/air comprimé.
Le déplacement du levier d'actionnement 122 occasionne une contrainte sur l'allumeur piézo-électrique 128 comme décrit dans le document EP 1 795 803 ce qui entraîne la création d'une étincelle dans le puits 66 par le fil 8 isolé électriquement du puits à gaz 66, embrasant le mélange gaz/air ambiant/air comprimé.
Une flamme se produit alors dans le tube rétreint 62 et se propage jusqu'au voisinage de son resserrement 621.
La flamme chauffe alors l'autre fraction du mélange air ambiant/air comprimé qui est passée par le passage défini entre le tube rétreint 62 et la tuyère allongée 14.
Le mélange air ambiant/air comprimé chauffé traverse alors la partie avant 142 de la tuyère allongée 14 jusqu'à l'extrémité de sortie de la tuyère 14. Ce mélange d'air ambiant/air comprimé peut alors être utilisé pour chauffer de la matière.
La température d'air en sorti du générateur d'air chaud est comprise entre 300 C et 1 000 C.
Contrôle de l'étanchéité du circuit de gaz La conception du générateur d'air chaud 1 tel qu'il est prévu par l'invention facilite le contrôle de l'étanchéité du circuit de gaz.
En effet, l'injecteur de gaz 68 comprend un espace torique intérieur 681 en communication de fluide avec le conduit gaz 162. Il possède également un alésage 682 pour accueillir le brûleur 64. Le diamètre de l'alésage 682 est inférieur au diamètre interne de l'espace torique 681. L'alésage 682 et l'espace torique 681 ont le même axe de révolution que la tuyère 14 et le tube rétreint 62.
Sur une surface avant, tournée vers l'avant de la tuyère 14, de l'injecteur de gaz 68, est prévu un ou plusieurs orifices 683 traversant entre l'extérieur et l'espace torique intérieur 681 de
Le déplacement du levier d'actionnement 122 occasionne une contrainte sur l'allumeur piézo-électrique 128 comme décrit dans le document EP 1 795 803 ce qui entraîne la création d'une étincelle dans le puits 66 par le fil 8 isolé électriquement du puits à gaz 66, embrasant le mélange gaz/air ambiant/air comprimé.
Une flamme se produit alors dans le tube rétreint 62 et se propage jusqu'au voisinage de son resserrement 621.
La flamme chauffe alors l'autre fraction du mélange air ambiant/air comprimé qui est passée par le passage défini entre le tube rétreint 62 et la tuyère allongée 14.
Le mélange air ambiant/air comprimé chauffé traverse alors la partie avant 142 de la tuyère allongée 14 jusqu'à l'extrémité de sortie de la tuyère 14. Ce mélange d'air ambiant/air comprimé peut alors être utilisé pour chauffer de la matière.
La température d'air en sorti du générateur d'air chaud est comprise entre 300 C et 1 000 C.
Contrôle de l'étanchéité du circuit de gaz La conception du générateur d'air chaud 1 tel qu'il est prévu par l'invention facilite le contrôle de l'étanchéité du circuit de gaz.
En effet, l'injecteur de gaz 68 comprend un espace torique intérieur 681 en communication de fluide avec le conduit gaz 162. Il possède également un alésage 682 pour accueillir le brûleur 64. Le diamètre de l'alésage 682 est inférieur au diamètre interne de l'espace torique 681. L'alésage 682 et l'espace torique 681 ont le même axe de révolution que la tuyère 14 et le tube rétreint 62.
Sur une surface avant, tournée vers l'avant de la tuyère 14, de l'injecteur de gaz 68, est prévu un ou plusieurs orifices 683 traversant entre l'extérieur et l'espace torique intérieur 681 de
19 l'injecteur 68. C'est par cet/ces orifice(s) 683 que sort le gaz. Par exemple, l'injecteur de gaz comprend plusieurs orifices 683. Par exemple encore, les orifices 683 sont au nombre de quatre pouvant être régulièrement espacés ou non, autour de l'alésage 682.
Pour un contrôle d'étanchéité, une broche 91 est utilisée. La broche 91 est un élément allongé de révolution, formé d'au moins de deux cylindres 911, 912 de sections différentes. Ces deux cylindres 911, 912 peuvent être rapportés l'un sur l'autre ou réalisés en une seule pièce. Au niveau de l'interface entre les deux cylindres 911, 912 de sections différentes, une surface d'appui 91s est présente sur le cylindre 911 de plus grande section.
Lors d'un contrôle d'étanchéité du circuit de gaz, le brûleur 64 est retiré de l'injecteur de gaz 68. La broche 91 est insérée à la place du brûleur 64 par sa partie de plus petite section 912. Entre la surface d'appui 91s et la surface avant de l'injecteur de gaz 68 sont placés une pièce de friction 92 et un joint torique 93 de façon à ce que la pièce de friction 92 soit au contact de la surface d'appui 91s d'un côté et du joint torique 93 de l'autre. Le joint torique 93 est au contact de la surface avant de l'injecteur de gaz 68 de façon à ce qu'il bouche, de manière étanche, le ou les orifices 683 présents sur cette surface avant 68s quand la broche 91 est forcée vers l'injecteur de gaz 68.
La pièce de friction 92 permet d'éviter que le joint torique 93 ne tourne alors qu'il est en contact avec la surface avant 68s de l'injecteur de gaz 68 tout en permettant à l'opérateur de tourner la broche 91 lors de son insertion dans l'injecteur de gaz 68. En effet, puisque la surface avant de l'injecteur de gaz 68 présente des orifices 683 que le joint torique 93 recouvre, celui-ci peut être détérioré par frottement s'il tourne tout en étant forcé vers la surface avant 68s de l'injecteur de gaz 98.
Le contrôle de l'étanchéité est alors effectué sur l'injecteur de gaz 68 alors qu'il est dans sa configuration finale. Du gaz est injecté dans le circuit de gaz, pour vérifier qu'il n'y ait pas de fuite.
Après le contrôle, il suffira à l'opérateur d'enlever la broche 91, la 5 pièce de friction 92 et le joint torique 93 et d'insérer dans l'injecteur de gaz 68 le brûleur 64.
Pour un contrôle d'étanchéité, une broche 91 est utilisée. La broche 91 est un élément allongé de révolution, formé d'au moins de deux cylindres 911, 912 de sections différentes. Ces deux cylindres 911, 912 peuvent être rapportés l'un sur l'autre ou réalisés en une seule pièce. Au niveau de l'interface entre les deux cylindres 911, 912 de sections différentes, une surface d'appui 91s est présente sur le cylindre 911 de plus grande section.
Lors d'un contrôle d'étanchéité du circuit de gaz, le brûleur 64 est retiré de l'injecteur de gaz 68. La broche 91 est insérée à la place du brûleur 64 par sa partie de plus petite section 912. Entre la surface d'appui 91s et la surface avant de l'injecteur de gaz 68 sont placés une pièce de friction 92 et un joint torique 93 de façon à ce que la pièce de friction 92 soit au contact de la surface d'appui 91s d'un côté et du joint torique 93 de l'autre. Le joint torique 93 est au contact de la surface avant de l'injecteur de gaz 68 de façon à ce qu'il bouche, de manière étanche, le ou les orifices 683 présents sur cette surface avant 68s quand la broche 91 est forcée vers l'injecteur de gaz 68.
La pièce de friction 92 permet d'éviter que le joint torique 93 ne tourne alors qu'il est en contact avec la surface avant 68s de l'injecteur de gaz 68 tout en permettant à l'opérateur de tourner la broche 91 lors de son insertion dans l'injecteur de gaz 68. En effet, puisque la surface avant de l'injecteur de gaz 68 présente des orifices 683 que le joint torique 93 recouvre, celui-ci peut être détérioré par frottement s'il tourne tout en étant forcé vers la surface avant 68s de l'injecteur de gaz 98.
Le contrôle de l'étanchéité est alors effectué sur l'injecteur de gaz 68 alors qu'il est dans sa configuration finale. Du gaz est injecté dans le circuit de gaz, pour vérifier qu'il n'y ait pas de fuite.
Après le contrôle, il suffira à l'opérateur d'enlever la broche 91, la 5 pièce de friction 92 et le joint torique 93 et d'insérer dans l'injecteur de gaz 68 le brûleur 64.
Claims (16)
1. Générateur d'air chaud portable (1) comprenant :
- une poignée (12) comprenant des moyens d'allumage (128);
- une tuyère allongée (14) liée à la poignée (12) comprenant une extrémité de sortie pour l'éjection de l'air chaud;
- des moyens de génération de flamme (6) à l'intérieur de la tuyère allongée (14);
- un venturi (4), en amont des moyens de génération de flamme (6), formé sur la tuyère allongée (14);
- un conduit gaz (162) traversant la poignée (12) et destiné à
amener un gaz combustible dans la tuyère allongée (14) et au niveau des moyens de génération de flamme (6);
- un conduit air (164) traversant la poignée (12) et destiné à
amener de l'air comprimé dans la tuyère allongée (14) et en amont du venturi;
caractérisé en ce que le générateur comprend en plus un détendeur asservi (2) contrôlant une pression de gaz (P d.g) dans le conduit gaz (162) en fonction d'une pression d'air (P d.a) dans le conduit air (164).
- une poignée (12) comprenant des moyens d'allumage (128);
- une tuyère allongée (14) liée à la poignée (12) comprenant une extrémité de sortie pour l'éjection de l'air chaud;
- des moyens de génération de flamme (6) à l'intérieur de la tuyère allongée (14);
- un venturi (4), en amont des moyens de génération de flamme (6), formé sur la tuyère allongée (14);
- un conduit gaz (162) traversant la poignée (12) et destiné à
amener un gaz combustible dans la tuyère allongée (14) et au niveau des moyens de génération de flamme (6);
- un conduit air (164) traversant la poignée (12) et destiné à
amener de l'air comprimé dans la tuyère allongée (14) et en amont du venturi;
caractérisé en ce que le générateur comprend en plus un détendeur asservi (2) contrôlant une pression de gaz (P d.g) dans le conduit gaz (162) en fonction d'une pression d'air (P d.a) dans le conduit air (164).
2. Générateur (1) selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens de génération de flamme (6) comprennent un tube (62) placé dans la tuyère (14), un brûleur (64) et un injecteur de gaz (68), le tube (62) est disposé au moins partiellement autour du brûleur et destiné à couper un flux d'air frais en deux.
3. Générateur (1) selon la revendication 2, caractérisé en ce que le tube (62) est un tube rétreint, la section du tube rétreint (62) étant resserrée au niveau de sa partie la plus proche de l'extrémité de sortie de la tuyère (14).
4. Générateur (1) selon la revendication 2 ou 3, caractérisé en ce que l'injecteur de gaz (68) comprend un alésage (682), ayant le même axe que la tuyère (14), pour l'insertion du brûleur (64), et au moins un orifice (683) par le(s)quel(s) sort le gaz, cet/ces orifice(s) (683) étant disposé de manière à ce que le gaz sort tangentiellement au brûleur (64).
5. Générateur (1) selon l'une des revendications 2 à 4, caractérisé en ce que le brûleur (64) est un brûleur à flamme stabilisée, c'est-à-dire que la flamme générée reste accrochée au même endroit.
6. Générateur (1) selon la revendication 5, caractérisé en ce que le brûleur à flamme stabilisée (64) est soit un brûleur stabilisé par effet de sillage ou un brûleur Coanda.
7. Générateur (1) selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que les moyens d'allumage (128) sont un allumeur piézo-électrique couplé à un fil (8) électriquement conducteur à son contact et qui s'étend jusqu'aux moyens de génération de flamme (6).
8. Générateur (1) selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que le détendeur asservi (2) comprend une chambre d'asservissement (23) en communication de fluide avec le conduit air (161) et en aval d'une chambre de détente air (212), une chambre gaz haute pression (221), et une chambre de détente gaz (222) en communication de fluide avec le conduit gaz (162), caractérisé en ce que la chambre d'asservissement (23) est séparée de la chambre de détente gaz (222) par un élément variateur (24) se déplaçant ou se déformant en réponse à une différence de pression entre une pression (P d.a) régnant dans la chambre d'asservissement (23).et une pression (P d.g) régnant dans la chambre de détente gaz (222), un premier élément de contrainte (271) s'opposant au déplacement ou à la déformation de l'élément variateur (24) quand celui-ci se déplace ou se déforme vers la chambre de détente gaz (222).
9. Générateur (1) selon la revendication 8, caractérisé en ce que l'élément variateur (24) est un disque se déplaçant par translation en réponse à la différence de pression entre la pression (P d.a) régnant dans la chambre d'asservissement (23) et la pression (P d.g) régnant dans la chambre de détente gaz (222), le disque présentant sur ses bords un joint torique permettant d'assurer l'étanchéité entre la chambre d'asservissement (23) et la chambre de détente gaz (222).
10. Générateur (1) selon les revendications 8, caractérisé en ce que l'élément variateur (24) est une membrane se déformant en réponse à la différence de pression entre la pression (P d.a) régnant dans la chambre d'asservissement (23).et la pression (P d.g) régnant dans la chambre de détente gaz (222), la membrane ayant des bords fixés de manière étanche sur une paroi des chambres d'asservissement (23) et de détente gaz (222).
11.Générateur (1) selon l'une des revendications 8 à 10, caractérisé en ce que le détendeur asservi (2) comprend en outre un deuxième élément de contrainte (272) adapté pour créer un offset de pression entre la pression (P d.a) régnant dans la chambre d'asservissement (23) et la pression (P d.g) régnant dans la chambre de détente gaz (222).
12.Générateur (1) selon la revendication 11, caractérisé en ce que le deuxième élément de contrainte (272) est un deuxième ressort prévu dans la chambre d'asservissement et destiné à créer un offset de manière à ce que la pression de gaz dans le conduit gaz (162) soit toujours supérieure d'une quantité sensiblement constante à la pression d'air dans le conduit air (161).
13.Générateur (1) selon la revendication 12, caractérisé en ce que le deuxième ressort (272) possède un point d'appui de hauteur fixe dans la chambre d'asservissement et est destiné à créer un offset sensiblement constant.
14.Générateur (1) selon la revendication 12, caractérisé en ce que le deuxième ressort (272) possède un point d'appui de hauteur variable (z) dans la chambre d'asservissement et est destiné à créer un offset variable.
15.Générateur (1) selon la revendication 11, caractérisé en ce que le deuxième élément de contrainte (272) est un deuxième ressort (272) prévu dans la chambre de détente gaz (222) et destiné
à créer un offset de manière à ce que la pression de gaz dans le conduit gaz (162) soit toujours inférieure d'une quantité sensiblement constante à la pression d'air dans le conduit air (161).
à créer un offset de manière à ce que la pression de gaz dans le conduit gaz (162) soit toujours inférieure d'une quantité sensiblement constante à la pression d'air dans le conduit air (161).
16.Générateur (1) selon l'une des revendications 2 à 15, caractérisé en ce que l'injecteur de gaz (68) comprend en outre un espace torique intérieur (681) en communication de fluide avec le conduit gaz (162) dont le diamètre interne est supérieur au diamètre de l'alésage (681), un ou plusieurs orifices traversant (683), mettant en communication de fluide l'espace torique (681) et l'intérieur de la tuyère (14), sur une surface (68s) tournée vers l'extrémité de sortie de la tuyère (14), l'alésage (682), l'espace torique (681) et la tuyère (14) ayant sensiblement le même axe.
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