Brûleur à combustibles liquides à coupelle rotative et flamme soufflée. La présente invention a pour objet un brûleur à combustibles liquides à coupelle ro tative et flamme soufflée.
Ce brûleur est caractérisé en ce que le dispositif d'amenée du combustible à la cou pelle rotative du brûleur consiste en un tube vertical monté dans l'axe du brûleur, suppor tant la coupelle et :débouchant dans cette der nière par ;son extrémité supérieure et qui plonge par son extrémité inférieure, munie d'un orifice, dans un récipient à combustible, ce tube étant entraîné en rotation en même temps que la coupelle qu'il supporte, de telle sorte que le combustible qui pénètre à sa par tie inférieure soit amené, sous l'action de la force centrifuge, à s'élever le long de sa pa roi interne.
L'entraînement du tube axial rotatif peut être assuré par un moteur électrique et, dans ce cas, le rotor du moteur peut être monté sur ledit tube, de même que le ventila teur du brûleur. L'arrivée du combustible et l'arrivée d'air au brûleur sont alors essentiel lement tributaires du fonctionnement du mo- teur électrique, de sorte qu'il n'y a pas à craindre d'arrivée :de combustible ni d'air à l'arrêt du moteur électrique.
Le dessin annexé représente, à titre d'exemple, une forme d'exécution du brûleur faisant l'objet de l'invention, ainsi qu'une partie d'une variante.
Fig. 1 est une coupe axiale verticale sché matique de ladite forme -d'exécution; Fig. 2 est une coupe de détail, également schématique, d'une partie d'une variante com portant un dispositif destiné à permettre :de faire varier le niveau du combustible à l'en droit où plonge le tube axial rotatif servant à élever le combustible jusqu'à la coupelle du brûleur.
Dans la forme d'exécution représentée en fig. 1, le brûleur proprement dit comprend une coupelle 1 figurée en forme d'entonnoir, mais pouvant avoir toute autre forme appro priée. Cette coupelle est figée à l'extrémité d'un tube vertical 2 qui constitue l'arbre d'un moteur électrique 3 dont la carcasse est assujettie de façon convenable à un, bMi 4 en forme de fourreau, muni d'une bride 5 permettant de le figer à l'appareil d'utilisa tion.
Le tube 2 est pourvu à son extrémité in férieure d'un bouchon métallique 6 amovible percé d'un trou central 6a de diamètre ap proprié. Il plonge par cette extrémité dans un récipient 7 à combustible muni d'un trou de remplissage avec bouchon étanche 7e et qui peut être rapporté sous le bâti 4 ou faire corps avec ce dernier, pourvu que soient mé nagés des passages suffisants pour l'entrée de l'air dans ledit bâti.
Pour maintenir un niveau constant du combustible à l'endroit oii plonge le tube 2, le récipient 7 est fermé sur le dessus par une paroi étanche 7a prolongée vers le bas par un manchon axial 7b ouvert à sa partie inférieure et entourant le tube 2, ce manchon étant percé latéralement d'un trou 7 c à la hauteur correspondant au niveau que l'on désire maintenir pour le combustible autour (lu tube 2. Normalement, le combus tible contenu dans le manchon 7>> empêche toute entrée d'air par le trou 7c vers ,l'inté rieur du récipient.
Lorsque le niveau du combustible vient à baisser dans le manchon 7b et découvre le trou 7c, il se produit une en trée d'air dans le récipient 7, ce qui permet au niveau de remonter dans le manchon 7b. Ce dispositif pourrait évidemment être rem placé par tout. autre dispositif connu (disposi tif à flotteur ou autre).
Sur l'axe tubulaire 2, au-dessus du mo teur 3. est calé un ventilateur 8, lequel peut, selon les besoins, être à pales hélicoïdales, comme représenté au dessin, ou être d'un type centrifuge.
Au-dessus du ventilateur 8, le bâti 4 eom- porto des supports 9 convenablement ajou rés, portant une pièce centrale 10 percée d'un trou donnant libre passage au tube 2. Cette pièce centrale est munie d'une rigole annu laire 10a de laquelle part une tubulure d'é coulement 11 dirigée vers le bas et aboutis sant au-dessus du récipient à combustible 7. Ladite pièce porte en outre un support an nulaire isolant 12 sur lequel est disposée une résistance d'allumage 13.
Celle-ci est entourée d'une gaine métallique 14, située à une dis- tance convenable d'elle, et aboutissant dans la rigole 10a dans laquelle elle est assujettie par des vis 15, de façon à ménager un cer tain jeu annulaire entre ladite gaine et la pièce central 10. Une coupe métallique 16 est encastrée à la partie supérieure de la gaine 14. Cette coupe est percée de trous 16a ra tionnellement espacés et présentant un bord relevé vers le haut.
L'espace annulaire qui existe entre la coupe 16 et la paroi du bâti 4 peut être plus ou moins grand ou même être supprimé complètement suivant la longueur et la qualité désirées pour la flamme.
En 17a, 17h sont représentées les bornes du moteur électrique 3, et en 18a, 18b les bornes de la résistance d'allumage 13. Des commutateurs appropriés (non-représentés) sont prévus sur les branchements correspon dants pour permettre à volonté la mise en et hors circuit du moteur et de la résistance.
Le fonctionnement. du brûleur représenté en fig. 1 est le suivant: Le moteur 3 étant mis en marche, le com bustible, dont de niveau dans le tube 2 est, à l'arrêt, le même que dans le manchon 7b, est sollicité par la force centrifuge. Il se forme ainsi, à l'intérieur du tube, une colonne li quide annulaire à surface interne parabolique participant à la rotation et qui s'élève en pre nant appui sur l'épaulement constitué par le bouchon 6, pour atteindre la coupelle 1, s'y étaler,
et quitter cette dernière sous forme de particules pulvérisées tri fines. Ces parti cules sont projetées contre la paroi interne de la coupe 16. dans la zone se trouvant au- dessus des trous 16a. Ne pouvant traverser les trous dont les bords sont relevés vers le haut, le combustible coule de la coupe 16 sur les parois internes de la gaine 14 et, de là, dans la rigole loa et le tube 11 pour retomber dans le récipient 7.
Ce parcours. se continue aussi longtemps que le moteur est en marche et que la combustion n'est pas amorcée. L'amenée du combustible à la coupelle 1 est donc automa tique et se produit dès la mise en marche du moteur, aucune accumulation de combustible dans le foyer n'étant possible si la tubulure d'écoulement 11 est assez bien dimensionnée pour éviter l'obturation.
L'air nécessaire à la combustion est en voyé dans le foyer dès la mise en marche du moteur par le ventilateur 8, partiellement à travers ,les trous 16a de la coupe 16 et par tiellement à travers l'espace annulaire laissé libre entre la coupe 16 et le bâti 4. Une judi cieuse répartition de ces deux sections de pas sage permet d'obtenir les dimensions et la qualité désirables de la flamme.
Pour amorcer la flamme, il suffit de faire passer pendant quelques instants le courant dans la résistance d'allumage 13. La gaine 14, de faible capacité calorifique, s'échauffe rapidement, le combustible qui mouille sa sur face interne s'évapore partiellement et s'en flamme par la résistance portée à une tempé rature convenable. Cette flamme se propage et se communique au combustible pulvérisé projeté de la coupelle 1. L'échauffement ra pide de la coupe 16 continue ensuite à former les vapeurs combustibles nécessaires à l'en tretien de la flamme.
A partir de ce moment, tout le combustible sortant de la coupelle se trouve entièrement brûlé et l'écoulement vers le récipient 7 s'arrête. La résistance d'allu mage ne fonctionne donc que pendant le temps juste nécessaire pour amorcer la flamme et .elle se trouve complètement à l'a bri de cette dernière. Elle se trouve égale ment à l'abri .du courant d'air du ventila teur, ce qui permet un allumage très rapide.
Le réglage de la flamme peut être obtenu soit par variation de la vitesse du moteur, cette variation modifiant en même temps le débit -du combustible et de l'air, soit en mo difiant seulement le débit de combustible, par exemple au moyen d'un pointeau modifiant l'ouverture du trou 6a, ou par variation de ni veau dans le manchon 7b. Ces diverses opéra tions peuvent être obtenues automatiquement par l'un des nombreux dispositifs connus.
La fig. 2 se rapporte à une forme d'exé cution comportant un dispositif permettant de faire varier à volonté le niveau du com bustible dans le manchon 7b. A cet effet, dans le récipient à combustible 7 est prévu, parallèlement au manchon central 7b entou rant le tube 2, un second manchon 7d s'ou vrant à ,l'air libre et dans lequel est engagé un tube mobile 19 ouvert à la partie infé rieure et fermé à sa partie supérieure.
Ce tube 19 est maintenu extérieurement par une tige de fixation 20 susceptible d'être déplacée dans une coulisse verticale pratiquée dans un support 21 éventuellement pourvu de gradua tions, pour permettre de faire varier la posi tion du tube 19. Dans ce dernier pénètre avec jeu l'une des branches d'un tube en U 22, ouvert à ses deux -extrémités et dont l'autre branche débouche dans le réservoir 7 au- dessus du niveau du combustible. Ainsi qu'on le conçoit, la position de l'orifice inférieur du tube 19 détermine la hauteur du niveau dans le manchon central 7b.
Si l'on déplace ce tube par exemple vers le haut, de façon à faire sortir son extrémité inférieure du li quide, il se produit par l'intermédiaire du tube en U 22, une entrée d'air au-dessus du niveau -du combustible dans le réservoir 7, et le niveau s'élève dans le manchon 7b ainsi que dans le manchon 7d.
Dans d'autres formes d'exécution, l'axe tubulaire 2, au lieu d'être cylindrique, peut être tronconique, à gradins, ou même à géné- ratrice interne parabolique, afin de mieux épouser la forme de la surface interne de la colonne liquide annulaire. Il peut aussi être pourvu intérieurement d'ailettes propres à faciliter l'entraînement en rotation du li quide.
Le récipient 7 à combustible peut être alimenté par un réservoir en charge complè tement fermé et auquel il est alors relié de fa çon appropriée pour permettre le passage du combustible et la libre circulation de l'air.
D'autre part, des dispositifs automatiques de mise en marche de tous types connus peu vent être adjoints au groupe pour la mise en circuit du moteur 3 ét de la résistance de chauffage.
Dans certaines formes d'exécution, le mo teur électrique 3 peut être remplacé par un moteur ou une turbine hydraulique, à air comprimé ou fonctionnant à l'aide de tout autre fluide.
Liquid fuel burner with rotating cup and blown flame. The present invention relates to a liquid fuel burner with a rotating cup and blown flame.
This burner is characterized in that the device for supplying the fuel to the rotary shovel neck of the burner consists of a vertical tube mounted in the axis of the burner, supporting the cup and: opening into the latter through its upper end and which plunges through its lower end, provided with an orifice, into a fuel container, this tube being driven in rotation at the same time as the cup which it supports, so that the fuel which penetrates to its lower part is caused, under the action of centrifugal force, to rise along its internal pa king.
The drive of the rotary axial tube can be provided by an electric motor and, in this case, the rotor of the motor can be mounted on said tube, as can the fan of the burner. The arrival of fuel and the supply of air to the burner are then essential to the operation of the electric motor, so that there is no fear of the arrival of: fuel or air. stopping the electric motor.
The appended drawing represents, by way of example, an embodiment of the burner forming the subject of the invention, as well as part of a variant.
Fig. 1 is a diagrammatic vertical axial section of said embodiment; Fig. 2 is a detail section, also schematic, of part of a variant comprising a device intended to allow: to vary the level of the fuel at the right where the rotary axial tube plunges serving to raise the fuel to 'to the burner cup.
In the embodiment shown in FIG. 1, the actual burner comprises a cup 1 shown in the form of a funnel, but which may have any other appropriate shape. This cup is fixed at the end of a vertical tube 2 which constitutes the shaft of an electric motor 3, the carcass of which is suitably secured to a, bMi 4 in the form of a sheath, provided with a flange 5 allowing to freeze it on the operating device.
The tube 2 is provided at its lower end with a removable metal plug 6 pierced with a central hole 6a of suitable diameter. It plunges through this end into a fuel receptacle 7 provided with a filling hole with a tight stopper 7th and which can be attached under the frame 4 or be integral with the latter, provided that sufficient passages are provided for the entry. air in said frame.
To maintain a constant level of the fuel at the place where the tube 2 plunges, the receptacle 7 is closed on top by a sealed wall 7a extended downwards by an axial sleeve 7b open at its lower part and surrounding the tube 2, this sleeve being pierced laterally with a hole 7 c at the height corresponding to the level that it is desired to maintain for the fuel around (tube 2. Normally, the fuel contained in the sleeve 7 >> prevents any entry of air through the hole 7c towards the interior of the container.
When the fuel level drops in the sleeve 7b and uncovers the hole 7c, there is an entry of air into the container 7, which allows the level to rise in the sleeve 7b. This device could obviously be replaced by everything. other known device (float device or other).
On the tubular axis 2, above the motor 3, is wedged a fan 8, which may, as required, be with helical blades, as shown in the drawing, or be of a centrifugal type.
Above the fan 8, the frame 4 includes supports 9 suitably added, carrying a central part 10 pierced with a hole giving free passage to the tube 2. This central part is provided with an annular channel 10a of which starts from a downward flow pipe 11 and terminates above the fuel container 7. Said part also carries an insulating annular support 12 on which an ignition resistor 13 is placed.
This is surrounded by a metal sheath 14, located at a suitable distance from it, and terminating in the channel 10a in which it is secured by screws 15, so as to leave a certain annular play between said sheath and the central part 10. A metal cup 16 is embedded in the upper part of the sheath 14. This cup is pierced with holes 16a rationally spaced and having a raised edge upwards.
The annular space which exists between the cup 16 and the wall of the frame 4 can be more or less large or even be completely eliminated depending on the length and the quality desired for the flame.
At 17a, 17h are shown the terminals of the electric motor 3, and at 18a, 18b the terminals of the ignition resistor 13. Appropriate switches (not shown) are provided on the corresponding connections to allow switching on at will. and off the motor and the resistor.
The operation. of the burner shown in fig. 1 is as follows: With engine 3 started, the fuel, the level of which in tube 2 is, when stopped, the same as in sleeve 7b, is requested by centrifugal force. There is thus formed, inside the tube, an annular liquid column with a parabolic internal surface participating in the rotation and which rises by pressing on the shoulder formed by the stopper 6, to reach the cup 1, spread out there,
and leaving the latter in the form of pulverized tri-fine particles. These particles are projected against the internal wall of the cup 16. in the area located above the holes 16a. Unable to pass through the holes whose edges are raised upwards, the fuel flows from the cup 16 on the internal walls of the cladding 14 and, from there, into the loa channel and the tube 11 to fall back into the receptacle 7.
This course. continues as long as the engine is running and combustion is not initiated. The supply of fuel to the cup 1 is therefore automatic and occurs as soon as the engine is started, no accumulation of fuel in the hearth being possible if the flow pipe 11 is sufficiently sized to avoid the obturation.
The air necessary for combustion is sent into the combustion chamber as soon as the engine is started by the fan 8, partially through the holes 16a of the cup 16 and partly through the annular space left free between the cup. 16 and the frame 4. A judicious distribution of these two sections of passage allows to obtain the dimensions and the desirable quality of the flame.
To start the flame, it suffices to pass the current through the ignition resistor 13 for a few moments. The sheath 14, of low calorific capacity, heats up rapidly, the fuel which wets its internal face partially evaporates and ignited by resistance brought to a suitable temperature. This flame propagates and is communicated to the pulverized fuel projected from the cup 1. The rapid heating of the cup 16 then continues to form the combustible vapors necessary for the maintenance of the flame.
From this moment, all the fuel leaving the cup is completely burnt and the flow towards the container 7 stops. The ignition resistor therefore only operates for the time just necessary to ignite the flame and is completely away from the latter. It is also sheltered from the air flow from the fan, which allows very rapid ignition.
The adjustment of the flame can be obtained either by varying the speed of the engine, this variation modifying at the same time the flow of fuel and of the air, or by modifying only the flow of fuel, for example by means of a needle modifying the opening of the hole 6a, or by varying the level in the sleeve 7b. These various operations can be obtained automatically by one of the many known devices.
Fig. 2 relates to an embodiment comprising a device making it possible to vary the level of the fuel in the sleeve 7b at will. For this purpose, in the fuel container 7 is provided, parallel to the central sleeve 7b surrounding the tube 2, a second sleeve 7d opening to the free air and in which is engaged a movable tube 19 open to the lower part and closed at its upper part.
This tube 19 is held on the outside by a fixing rod 20 capable of being moved in a vertical slide made in a support 21 optionally provided with graduations, to allow the position of the tube 19 to be varied. The latter penetrates with play. one of the branches of a U-shaped tube 22, open at its two ends and the other branch of which opens into the tank 7 above the fuel level. As can be seen, the position of the lower orifice of the tube 19 determines the height of the level in the central sleeve 7b.
If this tube is moved upwards, for example, so as to release its lower end of the liquid, through the U-shaped tube 22, an air inlet occurs above the level of the liquid. fuel in the tank 7, and the level rises in the sleeve 7b as well as in the sleeve 7d.
In other embodiments, the tubular axis 2, instead of being cylindrical, can be frustoconical, stepped, or even with a parabolic internal generator, in order to better match the shape of the internal surface of the annular liquid column. It can also be provided internally with fins suitable for facilitating the driving in rotation of the liquid.
The fuel container 7 can be supplied by a fully closed charging tank to which it is then connected in an appropriate manner to allow the passage of fuel and the free circulation of air.
On the other hand, automatic starting devices of all known types can be added to the group for starting the motor 3 and the heating resistor.
In certain embodiments, the electric motor 3 can be replaced by a motor or a hydraulic turbine, with compressed air or operating using any other fluid.