Brûleur à combustible liquide. La présente invention est relative à un brûleur à combustible liquide muni d'un dis positif d'alimentation en combustible dans le quel le combustible liquide subit un réchauf- fage préalable et où il est vaporisé en vue de son passage dans une chambre de combustion pour la production de chaleur.
Dans les dispositifs connus de combustion de l'huile du type ci-dessus défini, la pression intérieure engendrée dans le brûleur a pour effet de ralentir l'écoulement du combustible vers le brûleur, ce qui oblige d'utiliser des moyens de création d'une contre-pression et d'application de cette dernière à l'arrière du combustible, comme par exemple par l'intro duction d'une pression dans la cuve à com bustible en vue de refouler ce combustible vers le brûleur, de manière que ce dernier puisse fonctionner.
L'utilisation de moyens spéciaux de créa tion d'une pression et l'application de celle-ci au dispositif d'alimentation en combustible adjoint au brûleur à huile présentent des in convénients auxquels il n'est pas facile d'ob vier et qui, jusqu'ici, ont restreint le dévelop pement de ce genre de brûleurs par la. limita tion de son application aux installations rela tivement petites, car lorsque les dimensions des brûleurs augmentent, la création de la contre-pression et son application à l'arrière du combustible deviennent un problème d'une importance considérable, à tel point qu'à par tir d'une certaine dimension, cette catégorie de brûleurs ne peut plus être utilisée dans des conditions économiques.
Selon la présente invention, le brûleur à combustible liquide, du type comportant Lui dispositif d'alimentation en combustible, dans lequel le combustible liquide est contenu dans un réservoir, est caractérisé par le fait. qu'il comprend une chambre d'expansion pour les gaz provenant de la gazéification du combus tible, cette chambre \étant chauffée par les flammes qui sortent d'une tubulure disposée au-dessous de ladite chambre, cette tubulure appartenant à un tube à gaz pénétrant à l'in térieur de ladite chambre et dont l'orifice d'entrée est placé à la, partie supérieure de ladite chambre, cette chambre étant, en outre, pourvue d'une prise de pression placée à l'in térieur de la chambre et près du;
fond de celle-ci, cette prise traversant la paroi de la chambre pour aboutir à une tubulure débou chant à l'intérieur du réservoir à combusti ble, dans la. partie supérieure de ce dernier, ledit réservoir étant pourvu d'un organe de fermeture étanche et d'un conduit à combus tible qui part du voisinage de son fond et sur lequel est montée une vanne de réglage, ledit conduit de combustible étant. relié à un tube de vaporisation qui débouche à l'intérieur de ladite chambre d'expansion.
Le dessin ci-annexé représente, à titre d'exemple, une forme d'exécution du brûleur objet. de l'invention. La fig. 1 est une représentation schémati que du brûleur et de son dispositif d'alimen tation en combustible.
La fig. 2 représente, en partie en coupe verticale et en partie en élévation, la forme d'exécution du brûleur.
Dans le dessin annexé, 1 désigne -un réser voir contenant une réserve de combustible liquide, 2 une chambre d'expansion du brû leur et 3 une tubulure à la sortie de laquelle le gaz brûle pour chauffer la chambre 2, le gaz arrivant à la tubulure 3 par un tube 6 depuis la chambre 2.
On désigne par 4 une conduite d'huile montée entre le réservoir 1 et un tube 5 de vaporiseur qui débouche dans la chambre d'expansion 2, la conduite 4 com portant un robinet 7 de réglage du combus tible, tandis que 8 désigne une prise ou une tubulure qui pénètre dans la chambre d'ex pansion 2 et qui, par l'intermédiaire d'une conduite 9, est reliée au sommet .du réservoir 1 à combustible.
Lorsque, après avoir été amorcé et ré chauffé au préalable, le. brûleur fonctionne et que le robinet de réglage 7 est ouvert, le combustible passe du réservoir 1 par la con duite 4 dans le tube vaporiseur 5 à la sortie duquel il pénètre dans la chambre 2 où il est transformé en un gaz qui se dilate à l'inté rieur de cette chambre et engendre une pres sion;
une partie du gaz sous pression passe dans la tubulure 6, tandis qu'une autre partie de ce gaz passe par la conduite 9 dans la par tue supérieure du réservoir 1, à l'arrière du combustible qui se trouve dans ce réservoir.
La transmission de la pression de la cham bre 2 dans la cuve 1 à travers la conduite 9 a pour effet d'appliquer à l'arrière du combus tible, c'est-à-dire dans la partie! supérieure du réservoir 1, une pression égale à la contre- pression qui agit dans le tube 5 en sens con traire de l'écoulement du combustible dans la conduite 4 en direction de ce tube 5;
la masse de combustible se trouve donc comprimée par deux pressions égales et de sens contraire dont l'action s'annule, ce qui laisse le com bustible libre, de s'écouler par gravité, comme si la pression hydrostatique agissait seule, à travers la conduite 4 vers le tube 5, pour s'évaporer dans ce dernier et passer dans la chambre 2 pour sa transformation en un gaz surchauffé et dilaté dans cette chambre.
Du fait de l'application de pressions égales et de sens contraire sur les côtés oppo sés du combustible, ce: dernier est comprimé, et on peut tirer profit de cet état de pression pour réaliser un réglage de la flamme ou de la chaleur, ainsi que cela sera décrit ci-après.
Le cycle décrit continue de s'effectuer tant. qu'on laisse le combustible s'écouler par la conduite 4 vers le tube vaporiseur 5.
Ce qui a été exposé ci-dessus a simplement pour but de faire comprendre le principe de la présente invention, que l'on décrira ci-après d'une façon plus détaillée à l'aide d'une forme pratique de réalisation convenant à l'utilisation dans un foyer d'un appareil d'utilisation, par exemple une chaudière des tinée à une opération de lavage.
Ainsi que le montre la fig. 2, une plaque avantll pourvue d'orificeslla pour le passage de l'air est disposée de manière à servir de porta -de -fermeture pour -un folyer; un boîtier?I2, agencé de manière à pouvoir être monté dans ce foyer, s'étend à partir de cette plaque 11, à la façon d'un tiroir, par exemple.
Le réservoir 1 à combustible est fixé à un organe de support 20 à une hauteur convena ble au-dessus du boîtier 12 pour mettre le combustible convenablement en charge et de façon à être placé à l'extérieur du foyer quand le boîtier 12 a été mis en place dans ce foyer.
Le brfileur comprend une chambre, d'ex pansion 2 munie de tubes 5, 6 et 8, ainsi que d'une tubulure à gaz 3; il est placé dans le boîtier 12 à la distance voulue de la plaqué 11, et comporte autour de la partie inférieure de la chambre 2 une paroi 13 en forme de tronc de cône renversé constituant un cône de combustion et formant avec la partie infé rieure de la chambre 2 une zone de combus tion 14.
Le cône de combustion 7 3 est ouvert à son sommet ainsi qu'à sa base, et en dessous de ce cône se trouve -une cuvette ou dépression 15 ménagée dans le fond du boîtier 12, cuvette qui est destinée à contenir le combustible li quide utilisé pour le chauffage préalable de la chambre 2 lors de la mise en marche du brûleur.
Le réservoir à combustible 1 est muni d'un bcuchon 1a de fermeture étanche de l'orifice de remplissage, et qui, lorsqu'on le désire, peut être muni de moyens disposés de ma nière à fermer automatiquement l'orifice de sortie du réservoir en direction de la conduite 4 quand on retire le bouchon la, par exemple pour verser du combustible dans le réservoir 1.
Ceci constitue une mesure de sécurité des tinée à éviter le débordement du brûleur au cours de l'opération de remplissage, dans le cas où l'on aurait laissé ouvert un robinet 7 de réglage de l'arrivée du combustible; ce robinet - comprend un clapet à aiguille monté dans la conduite de combustible 4 aussi près que possible du tube vaporiseur 5.
La conduite de combustible 4 présente d'abord une partie verticale descendant de la. cuve 1, puis une partie inclinée vers le haut avant. son raccordement avec le tube vapori- seur 5; un régulateur de pression 16 est monté sur cette conduite, de manière à permettre l'utilisation, dans un but de réglage de la flamme ou de la chaleur auquel il a été fait allusion ci-dessus, de l'état de compression imposé au combustible par les pressions agis sant en sens contraire.
Un échangeur de chaleur 10 monté sur une conduite 9 et traversé par la conduite 4 permet à la chaleur du gaz qui passe de la chambre 2 dans le réservoir 1 d'être trans mise au combustible qui passe de cette cuve 1 au tube vaporiseur 5; ce ccimbustible est donc réchauffé avant qu'il atteigne le tube vapori- seur 5; d'autre part, la température du gaz sous pression dans la. conduite 9 est réduite avant que ce gaz atteigne le réservoir 1.
Comme le combustible chauffé tend à mon ter, il est essentiel que la conduite 4 prove nant du régulateur 16 soit installée de ma nière à avoir une pente ascendante continue à travers l'échangeur de chaleur 10 et jusqu'en un point situé au-delà de ce dernier, en vue de favoriser la tendance du combustible à monter après qu'il a été chauffé dans l'échan geur de chaleur 10, étant donné que si l'on avait disposé la conduite 4 de manière qu'elle présente une pente descendante, on aurait réalisé un état de turbulence dans la conduite, parce que le combustible chauffé aurait eu tendance à monter en sens contraire de l'écou lement du combustible sortant du réservoir 1.
Le régulateur de pression 16 peut être d'un type connu et comporter un robinet dans la conduite de combustible, ce robinet étant muni d'une tige reliée à un diaphragme flexi ble actionné par un ressort en vue de main tenir le robinet écarté de son siège et de lais ser le passage ouvert. à travers le régulateur, l'action du ressort pouvant être réglée au moyen d'un bouton 10a fixé sur une tige file tée;
ce bouton 10a est. disposé de manière à se déplacer devant un dispositif indicateur, de telle sorte qu'on puisse régler la valeur de la force du ressort, de façon qu'elle ne résiste qu'à. une pression déterminée résultant de la compression du combustible entre les pres sions de sens opposés agissant. sur le dia phragme; lorsque la pression dépasse la. valeur déterminée précitée, le robinet se ferme en s'appliquant sur son siège et coupe l'arrivée du combustible par la conduite 4 au brûleur, ce qui met ce dernier hors service.
En vue d'éviter la formation dans le dis positif de pressions qui pourraient être dan gereuses, on insère un élément 18 de section réduite dans la conduite 4 à l'entrée du; tube vaporiseur 5, de manière à limiter la quan tité de combustible introduite dans ce tube à une valeur suffisante à l'obtention d'un degré déterminé et désiré de chaleur, la grandeur de l'orifice de l'élément 18 étant choisie en fonction de celle de l'orifice de la tubulure 3.
L'élément 18 à section réduite et la tubu lure 3 peuvent être l'un et l'autre d'un type connu.
La conduite sous pression 9 suit, à partir du tube 8 de prélèvement de la pression qui est introduit dans la chambre d'expansion 2, un chemin ascendant jusqu'au sommet du ré servoir 1, la partie inférieure de cette con- duite passant obliquement dans l'échangeur de chaleur 10, de la base de l'une des extré mités de ce dernier à la partie supérieure de l'extrémité opposée.
Il est essentiel que la conduite 9 sous pres sion comporte une pente ascendante continue en direction du réservoir 1 et que l'échangeur de chaleur 10 soit d'une construction telle qu'il ne puisse pas se produire d'accumula tions de liquide dans la conduite 9 et dans l'échangeur de chaleur 10, étant donné que de telles accumulations provoqueraient la forma tion de bouchons de pression dans la conduite 9 et nuiraient à la liberté du passage du gaz vers le réservoir 1, ce qui aurait pour effet d'arrêter l'écoulement du combustible par la conduite 4 vers le brûleur.
Comme le gaz sous pression qui passe par la conduite 9 de la chambre d'expansion 2 vers le réservoir 1 est porté à une tempéra ture élevée, et comme il n'est pas avantageux que ce soit un gaz à température élevée qui soit introduit dans ce réservoir 1, on prévoit des moyens d'abaissement de la température du gaz avant sa pénétration dans le réservoir 1; pour assurer cet abaissement de tempéra ture, on prévoit un élément 17 à section ré duite à l'extrémité de sortie du tLibe 8 de prélèvement de la pression;
en plus de cette disposition, on retire, en outre, de la chaleur du gaz dans l'échangeur de chaleur 10 qui sert de chambre de dilatation pour le gaz, pour la transmettre au combustible circulant dans la conduite 4, en mettant le gaz en con tact avec cette dernière dans l'échangeur de chaleur 10.
Le refroidissement du gaz par la limita tion de son débit à l'aide d'un élément 17 à section réduite permet une plus forte dilata tion du gaz dans la conduite sous pression 9, l'échangeur de chaleur 10 et le réservoir 1.
L'absorption de la chaleur du gaz dans l'échangeur de chaleur 10 par le combustible circulant dans la conduite; 4 a pour effet non seulement d'abaisser la température du gaz, irais également d'élever la température du combustible, ce qui diminue la viscosité de ce dernier et le rend plus facilement apte à la vaporisation dans le tube 5;
ceci permet d'ob tenir un double effet consistant, d'une part, dans le maintien d'-Lui taux de rendement plus uniforme atix différentes allures de fonction nement et, d'autre part, dans l'accélération de la vitesse avec laquelle on obtient les pres sions de fonctionnement après allumage.
Le; tube vaporiseur 5 et le tube 8 de pré lèvement de la pression descendent à l'inté rieur de la chambre d'expansion 2, de telle sorte que leur extrémité ouverte débouche pour l'un et pour l'autre dans des zones pré sentant à peu près la même pression; en outre, lorsqu'on fait démarrer le brûleur, le tube 5 déverse du combustible liquide dans la cham bre d'expansion 2 qui, dans cette circonstance, sert de vaporiseur pour le démarrage.
Toutefois, lorsqu'il se produit suffisam ment de chaleur, la vaporisation du combus tible se fait dans le tubes 5, et la chambre 2 reprend sa fonction propre qui est de per mettre au gaz de se dilater sous l'action de .la chaleur de la flamme produite dans la zone de combustion 14 et, par ce moyen, on obtient une expansion considérable du gaz avant qu'il soit refoulé dans la zone de combustion 14, il en résulte qu'il faut moins d'air pour entretenir la. combustion et. qu'on obtient un meilleur rendement de celle-ci.
Le tube - 8 constitue non seulement un moyen de prélèvement de la pression dans la chambre d'expansion 2, pour le transfert de cette pression dans le réservoir 1 et son appli cation à l'arrière du combustible contenu dans ce réservoir, mais il permet aussi un réglage automatique de l'arrivée du combustible au brûleur comme cela va être indiqué ci-après.
Quand le robinet de réglage 7 du combus tible est ouvert pour amorcer le brûleur, lors du démarrage de ce dernier, l'air passe dans le réservoir pour remplacer le combustible sorti, et cela par l'intermédiaire de la tubu- lare 3, du tube 6, de la. chambre 2, du tube 8 et de la conduite 9, de telle sorte qu'en fai sant descendre le tube 8 convenablement dans la chambre d'expansion 2 et en le plaçant de façon que solo extrémité sorte à une distance déterminée du fond de cette chambre, on peut obtenir les deux résultats importants suivants:
1 Un réglage automatique de la. quantité (le combustible introduite dans la chambre 2 pour le démarrage ou amorçage, par la mise en place de l'extrémité ouverte inférieure du tube 8 en un point situé en dessous du niveau qu'atteint la quantité de combustible néces saire à l'amorçage, de telle sorte que, lorsque le combustible atteint ce niveau, il ferme le passage de l'air vers le réservoir 1 et y établit une dépression qui évite une sortie de com bustible du réservoir en trop grande quantité, la suppression de cette dépression permettant l'écoulement du liquide,
lorsqu'au cours de la combustion le niveau de combustible dans la chambre 2 baisse en laissant libre le passage pour le combustible gazéifié lorsque l'allu mage est. réalisé complètement.
2 La création automatique de la dépres sion de sécurité intervient comme il vient d'être dit également dans les cas où le robinet 7 de réglage du combustible a été ouvert acci dentellement ou autrement, sans que le brû leur ait été mis en service ou lors d'une extinction accidentelle, de manière à empê cher un écoulement excessif de combustible.
La dépression dont il vient d'être ques tion n'existe pas lorsque le combustible qui se trouve dans la chambre 2 se vaporise et qu'il est transformé en un gaz, lors du chauf fage de la chambre 2, l'établissement de cette dépression et sa suppression étant automati que.
L'extrémité inférieure du tube à. gaz 6 porte le gicleur 3 qui est dirigé vers la cham bre d'expansion 2; le tube 6 est recourbé sous l'angle nécessaire pour pouvoir traverser le fond de la chambre 2 et il se prolonge vers le haut, à l'intérieur de cette dernière, de telle sorte que son extrémité supérieure: soit aussi près que possible du sommet de cette cham bre:
on ménage ainsi une distance considé rable entre l'extrémité ouverte du tube 6 et l'extrémité ouverte du tube 8 du prélèvement de la pression, de manière à réaliser une marge satisfaisante de sécurité, dans les limites de laquelle peut, s'établir la dépression précitée.
L'air nécessaire à la combustion dans le brûleur est admis à travers les trous lla per cés dans la porte 11, et à travers le boîtier 12 jusque dans la zone de combustion 14; à l'aide d'un registre qui coopère avec les trous 11a de la porte 11 et actionné par la tige; du ro binet de réglage 7, on peut réaliser un moyen pour faire varier l'admission de l'air à travers les. trous précités lla en fonction du degré d'ouverture du robinet 7, ce moyen n'étant pas représenté.
Il est avantageux d'insérer un filtre 19 dans la conduite 4 à combustible, entre le réservoir 1 et le régulateur 16.
Pour faire fonctionner le brûleur, on place une petite quantité d'alcool méthylique ou d'un autre combustible volatil dans la cu vette 15 du boîtier 12, à l'aide de n'importe quel moyen approprié, et on l'allume, une porte étant prévue sur le côté du boîtier 12, dans l'appareil représenté dans la fig. 2, pour permettre cette opération, à la suite de quoi on ouvre entièrement le robinet 7 de réglage du combustible, ce qui provoque également l'ouverture des trous 11a d'admission de l'air.
Le régulateur 16 est placé sur le réglage qui permettra de produire la chaleur maxi mum juste nécessaire.
Le combustible s'écoule alors par la con duite 4 et le tube vaporiseur 5 dans la cham bre d'expansion 2 jusqu'à ce qu'il atteigne le niveau recouvrant l'extrémité inférieure du tube 8 de prélèvement de la. pression, à la suite de quoi la dépression est créée dans le réservoir 1 et le combustible cesse de s'écouler de ce réservoir.
Sous l'action de la chaleur provenant de la combustion du combustible de réchauffage qui se trouve dans la cuvette 15, le combus tible de la chambre 2 se vaporise et se trans forme en un gaz sous pression dont une partie passe dans la tubulure 3, par le tube 6, et s'allume au contact des flammes produites dans la coupelle 15 en contribuant à chauffer davantage la chambre 2. En même temps, du gaz sous pression passe par la conduite 9 dans le réservoir 1 et élimine la dépression créée par le combus tible liquide, au cours de l'amorçage du brû- leur.
Dès que la dépression a disparu, une quantité plus grande de combustible arrive dans le tube vaporiseur 5 et la chambre d'ex pansion 2, ce qui produit davantage de gaz et la pression commence à s'élever; il n'y a aucun risque, au cours du fonctionnement du brûleur, d'expulsion brusque de combustible brut enflammé par la tubulure 3, car le joint de liquide, établissant la dépression de sécu rité qui arrête le; débit du. réservoir, se forme avant.
La disposition des tubulures est telle qu'il arrive au cours de l'allumage plus de combus tible qu'il n'en faut pour produire le gaz né cessaire à l'alimentation de la flamme du brû leur; il s'ensuit une augmentation progressive de la pression dans tout le dispositif, jusqu'à ce qu'on ait atteint le point où le gaz con sommé est égal à la quantité de combustible qui arrive.
Le réglage du combustible se fait de deux manières, à savoir 1 Automatiquement, à l'aide du régula- telu de pression 16, en fonction de, son ré glage.
2 Manuellement, à l'aide du robinet de réglage 7.
Cela permet de réaliser à tout instant un réglage complet et sûr du brûleur.
Quoique le brûleur fonctionne d'une ma nière satisfaisante lorsque la charge de com bustible est faible, il est sensibles aux varia- tions du niveau -du -combustible, ce qui a pour effet que, lorsque la charge est faible, il faut régler périodiquement le robinet 7, de ma nière à maintenir la pression de fonctionne ment constante, mais l'utilisation du régula teur de pression 16 et la position appropriée donnée au réservoir 1 pour assurer une moin dre variation relative de la charge selon le niveau du combustible dans ledit réservoir,
permettent un fonctionnement continu plus stable et évitent la nécessité d'un tel réglage. Ceci s'applique particulièrement au cas où le réservoir 1 est placé de façon que son axe lon gitudinal soit horizontal au lieu d'être ver tical.
On voit que l'utilisation d'un brûleur du type décrit permet d'éviter l'usage de moyens spéciaux pour la création d'une pression sup plémentaire pour l'introduction du combusti ble dans le brûleur. L'utilisation de la pres sion créée dans le brûleur permet d'envisager son alimentation régulière par gravité seule ment, ce qui simplifie considérablement la construction et l'utilisation du brûleur.
Le fait de placer le combustible sous pres sion, bien que sa circulation ait lieu par gra vité, permet d'utiliser cette pression au con trôle de l'alimentation du brûleur en combus tible et, par voie de conséquence, de contrôler la chaleur produite, ce qui donne une sécurité supplémentaire .dans l'utilisation du brûleur.
Le fonctionnement du brûleur étant sta ble, son rendement en est amélioré, car on assure; une combustion plus complète et .plus effective. Les moyens de contrôle de l'écoule ment du combustible qui sont manuels ou automatiques, ou les deux à la fois, permet tent d'obtenir des allures de combustion pou vant varier dans de grandes limites.
La dépression créée dans la chambre d'ex pansion du brûleur est une conséquence de l'étanchéité d1_ bouchage du réservoir, pet pro cure une grande sécurité, car elle permet de remédier aux inconvénients bien connus des brûleurs analogues:
Dans les brûleurs connus, en effet, lorsqu'on ouvre par mégarde le ro binet placé sur l'admission, ou que celui-ci présenta urne fuite, le combustible liquide se répand de façon constante et crée un grave danger d'incendie en cas d'allumage sans pré cautions, en dehors des inconvénients résul- tant du fait que les combustibles ainsi répan dus endommagent tous les objets placés dans le voisinage,
du fait du pouvoir qu'ils ont d'adhérer par capillarité sur tous les objets qu'ils atteignent. L'introduction dans les cir- cuits de distribution d'orifices calibrés limi tant les débits constitue une sécurité supplé mentaire contre les élévations accidentelles de pression clans le dispositif étanche.