EP0298913A1 - Appareil pour l'allumage de matières combustibles - Google Patents

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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23Q—IGNITION; EXTINGUISHING-DEVICES
    • F23Q2/00—Lighters containing fuel, e.g. for cigarettes
    • F23Q2/16—Lighters with gaseous fuel, e.g. the gas being stored in liquid phase

Definitions

  • Apparatuses for igniting combustible materials comprising a body, a removable tank of liquefied gas, this tank being provided with a valve controlling the passage of gas to a burner carried by the body, the latter comprising means for ignition of the gas reaching the burner and a control member for these ignition means, the burner being of the type comprising an air-gas mixer followed by a combustion chamber with air intake passages to create a fuel-oxidizer mixture.
  • a body a removable tank of liquefied gas
  • this tank being provided with a valve controlling the passage of gas to a burner carried by the body, the latter comprising means for ignition of the gas reaching the burner and a control member for these ignition means, the burner being of the type comprising an air-gas mixer followed by a combustion chamber with air intake passages to create a fuel-oxidizer mixture.
  • these devices require small gas flows, a few grams per hour, as well as injection nozzles having holes generally less than a tenth of a millimeter. In some cases these holes may have a dimension of a few thousandths of a millimeter.
  • the nozzles are generally formed by metal membranes a few hundredths of a millimeter thick, in which a hole of desired size is made, either by cutting or by laser beam drilling. Sometimes watch stones are also used. It is obvious that holes of such small dimensions are easily subject to plugging, either by solid particles or by low volatile residues contained in the gas.
  • the tank of these devices includes a filling valve which can be connected to the spout of a refill tank of a type widely marketed at present.
  • Most of these devices include a device for vaporizing liquefied gas, consisting of a relatively flexible, compressed porous body, limiting the flow of gas.
  • This regulator tends to clog if the compressed gas used contains low volatility fractions which remain trapped in the porous mass. If the user chooses a gas containing too large a quantity of non-volatile fractions, the device is quickly out of use either as a result of plugging of the nozzle holes injection, or as a result of clogging of the regulator, which generally requires a return of the device to the repair service.
  • the object of the present invention is to remedy these drawbacks.
  • the ignition device is characterized in that the valve of the removable tank is shaped at its end to constitute an injector for introducing the combustible gas into the chamber, this injector being arranged, in the position of operation, opposite a gas supply pipe to the chamber, an annular space being provided between the injector and the internal wall of the supply pipe, the valve comprising a device for compensating for the effect of the temperature on the gas flow.
  • the device shown can be used as a lighter or as an igniter. It comprises an upper part 1 carrying a cover 2, articulated on a pivot 3 and subjected to the action of a spring device not shown as known in itself, for resiliently holding the cover in the closed position and respectively in the open position .
  • the upper part 1 also carries a combustion chamber 5 comprising an air-gas mixer 6, fixed at its base.
  • This air-gas mixer comprises a supply duct 7 for the gas, this duct being of generally conical shape and having two lateral openings 8 forming additional air inlets.
  • the upper part 1 also supports an electric ignition device 9 of the piezoelectric type which can be actuated by push button 10.
  • the piezoelectric ignition devices being well known in themselves, it will not be given detailed description.
  • the ignition voltage is brought by a conductor 11 to an electrode 12 disposed in the chamber 5.
  • the spark ensuring the ignition bursts between this electrode 12 and a part of the chamber 5, for example the finned diffuser 14 which ends the gas supply pipe.
  • the apparatus further comprises a reservoir 15 containing liquefied combustible gas such as butane or propane or a mixture of these.
  • This reservoir 15 is retained by a cover 16 which engages with notches on the base of the upper part 1.
  • This reservoir 15 is provided with an evaporator 17 for liquefied gas, which will be described in more detail with reference to FIG. . 2.
  • This evaporator carries an injector 18 located opposite the supply duct 7.
  • the injector 18 ends with a part 19 having a calibrated orifice, this part being constituted by a timepiece pierced to form a nozzle.
  • the drilling of the stone is of a very small diameter, generally of the order of a few hundredths of a millimeter.
  • the injector 18 is mobile and has, in a manner known per se, a longitudinal bore 20, communicating with a lateral bore 21. This injector is subjected to the action of a spring 22 and carries at its base a shutter element 23, made of elastomer, which is applied against a seat 24.
  • a mobile part 25 of the piezoelectric device 9 is lowered and pushes with the aid of a tab 26 the end of a rocking lever 27, the other end 28 of which is fork-shaped and engaged under a flange 29 of the injector 18.
  • the lever 27 then takes a horizontal position and its fork 28 lifts the injector 18, in order to open the valve formed by the shutter member 23 and the seat 24, thus allowing the injection of gas into the mixer.
  • dashed lines 18 Indicated in dashed lines 18 is the raised position of the injector 18 and it can be seen that the latter partially penetrates into the supply duct 7, so as to leave free an annular space 30 which allows a first suction of air caused by the liquefied gas escaping through the orifice of the timepiece 19. After this first mixing between the gas and the air, the flow exiting through the upper end of the duct 7 causes additional air to be drawn in by the openings 8 before the mixture enters the chamber 5.
  • the fuel and the oxidizer must arrive in this chamber in a well-defined mixing ratio so that the combustion takes place inside the chamber and thus obtain a flame having a excellent wind resistance.
  • the liquid gas penetrates through an orifice 31 of the diffuser 17, to reach a porous tablet 32 provided just under the seat 25.
  • This tablet is compressed by a part 33, housed in the diffuser 17, this part 33 having a coefficient of expansion greater than that of the metal tube constituting the diffuser 17.
  • the user can remove the reservoir 15, when it is empty or in the event of a malfunction, by removing the cover 16 to replace it with a new reservoir whose calibrated orifice of the injector is in in immaculate condition, which constantly ensures perfect operation of the device.
  • the injector 18 could, in the operating position, come opposite the supply duct 7 without partially penetrating therein.
  • This conduit 7 does not necessarily have to be conical and could well be of cylindrical shape for example.
  • the admission of additional air through the lateral openings 8 is not essential and these openings could be omitted.

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Abstract

L'appareil comprend une partie supérieure 1 comportant une chambre de combustion 5 précédée d'une mélangeur air/gaz 6. La partie inférieure comprend un réservoir 15 de gaz liquide, ce réservoir étant amovible avec son injecteur 18. Lors du remplacement du réservoir vide par un réservoir plein, on bénéficie d'un injecteur 18 en parfait état de propreté.

Description

  • On connaît déjà des appareils pour l'allumage de matières combusti­bles, comprenant un corps, un réservoir amovible de gaz liquéfié, ce réser­voir étant muni d'une valve contrôlant le passage du gaz vers un brûleur porté par le corps, ce dernier comprenant des moyens d'allumage du gaz parvenant au brûleur et un organe de commande de ces moyens d'allumage, le brûleur étant du type comprenant un mélangeur air-gaz suivi d'une chambre de combustion avec des passages d'admission d'air pour créer un mélange combustible-comburant. Parmi ces appareils connus on peut citer le briquet décrit dans le brevet Peterson USA N° 2.482.794. Les brevets USA Nos 2.464.007 et 4.534.482 décrivent des appareils présentant une partie des caractères cités ci-dessus.
  • Ces appareils nécessitent des petits débits de gaz, quelques gram­mes à l'heure, ainsi que des buses d'injection présentant des trous généra­lement inférieurs au dixième de millimètre. Dans certains cas ces trous peuvent avoir une dimension de quelques millièmes de millimètre. Les buses sont en général constituées par des membranes métalliques de quel­ques centièmes de millimètre d'épaisseur, dans lesquelles on fait un trou de grandeur désiré, soit par découpage, soit par perçage au rayon laser. Parfois on emploie également des pierres d'horlogerie. Il est évident que des trous de si petites dimensions sont facilement sujets au bouchage, soit par des particules solides, soit par des résidus peu volatils contenus dans le gaz. Dans la plupart des cas, le réservoir de ces appareils comporte une soupape de remplissage qui peut être raccordée au bec d'un réservoir de recharge d'un type largement commercialisé à l'heure actuelle. La plupart de ces appareils comportent un dispositif de vaporisation de gaz liquéfié, consistant en un corps poreux relativement souple, comprimé, limitant le débit du gaz. Ce détendeur a tendance à se colmater si le gaz comprimé utilisé contient des fractions peu volatiles qui restent empri­sonnées dans la masse poreuse. Si l'usager choisit un gaz comportant une quantité trop importante de fractions non volatiles, l'appareil est rapidement hors d'usage soit par suite du bouchage des trous de la buse d'injection, soit par suite du colmatage du détendeur, ce qui nécessite en général un retour de l'appareil au service de réparation.
  • Le but de la présente invention est de remédier à ces inconvénients.
  • A cet effet, l'appareil d'allumage selon la présente invention est caractérisé en ce que la valve du réservoir amovible est conformée à son extrémité pour constituer un injecteur pour introduire le gaz combus­tible dans la chambre, cet injecteur étant disposé, en position de fonction­nement, en regard d'un conduit d'amenée du gaz à la chambre, un espace annulaire étant ménagé entre l'injecteur et la paroi interne du conduit d'amenée, la valve comprenant un dispositif de compensation de l'effet de la température sur le débit du gaz.
  • Le dessin annexé représente schématiquement et à titre d'exemple une forme d'exécution de l'appareil faisant l'object de l'invention.
    • La Fig. 1 est une vue en coupe verticale de cette forme d'exécution.
    • La Fig. 2 est une vue en coupe à plus grande échelle d'une partie de l'appareil.
  • L'appareil représenté peut être utilisé comme briquet ou encore comme allumeur. Il comprend une partie supérieure 1 portant un couvercle 2, articulé sur un pivot 3 et soumis à l'action d'un dispositif à ressort non représenté car connu en lui-même, pour maintenir élastiquement le cou­vercle en position fermée et respectivement en position ouverte.
  • La partie supérieure 1 porte encore une chambre de combustion 5 comprenant un mélangeur air-gaz 6, fixé à sa base.
  • Ce mélangeur air-gaz comprend un conduit d'amenée 7 pour le gaz, ce conduit étant de forme générale conique et présentant deux ouvertures latérales 8 formant des entrées d'air additionnelles.
  • La partie supérieure 1 supporte encore un dispositif d'allumage électrique 9 du type piézo-électrique qui peut être actionné par bouton poussoir 10. Les dispositifs d'allumage piézo-électriques étant bein connus en eux-mêmes, il n'en sera pas donné de description détaillée. La tension d'allumage est amenée par un conducteur 11 à une électrode 12 disposée dans la chambre 5. L'étincelle assurant l'allumage éclate entre cette électrode 12 et une partie de la chambre 5, par exemple le diffuseur à ailettes 14 qui termine le conduit d'amenée du gaz.
  • L'appareil comprend encore un réservoir 15 contentant du gaz combustible liquéfié tel que du butane ou du propane ou encore un mélange de ceux-ci. Ce réservoir 15 est retenu par un couvercle 16 qui vient s'enga­ger à cran sur la base de la partie supérieure 1. Ce réservoir 15 est muni d'un évaporateur 17 de gaz liquéfié, qui sera décrit plus en détail en réfé­rence à la Fig. 2. Cet évaporateur porte un injecteur 18 situé en regard du conduit d'amené 7.
  • En référence à la Fig. 2 on voit que l'injecteur 18 se termine par une pièce 19 présentant un orifice calibré, cette pièce étant constituée par une pierre d'horlogerie percée pour former une buse. Le perçage de la pierre est d'un diamètre très faible, généralement de l'ordre de quelques centièmes de millimètres. L'injecteur 18 est mobile et présente, de façon connue en soi, un perçage longitudinal 20, communiquant avec un perçage latéral 21. Cet injecteur est soumis à l'action d'un ressort 22 et porte à sa base un élément d'obturation 23, en élastomère, qui est appliqué contre un siège 24.
  • Lors de l'actionnement du bouton poussoir 10, une partie mobile 25 du dispositif piézo-électrique 9 est abaissée et vient pousser à l'aide d'une patte 26 l'extrémité d'un levier basculant 27 dont l'autre extrémité 28 est en forme de fourche et engagée sous une collerette 29 de l'injecteur 18. Le levier 27 prend alors une position horizontale et sa fourche 28 soulève l'injecteur 18, afin d'ouvrir la soupape constituée par l'organe d'obturation 23 et le siège 24, permettant ainsi l'injection du gaz dans le mélangeur.
  • On a indiqué en traits mixtes 18a position relevée de l'injec­teur 18 et on voit que celui-ci pénètre partiellement dans le conduit d'ame­née 7, de façon à laisser libre un espace annulaire 30 qui permet une première aspiration d'air provoquée par le gaz liquéfié s'échappant par l'orifice de la pierre d'horlogerie 19. Après ce premier mélange entre le gaz et l'air, le flux sortant par l'extrémité supérieure du conduit 7 provoque une aspiration d'air additionnel par les ouvertures 8 avant que le mélange ne pénètre dans la chambre 5. Le combustible et le comburant doivent arriver dans cette chambre dans un rapport de mélange bien déterminé pour que la combustion se fasse à l'intérieur de la chambre et obtenir ainsi une flame présentant une excellente résistance au vent.
  • Pour obtenir la précision désirée du rapport combustible/comburant, il est nécessaire que le débit du gaz combustible soit stable et à l'abri des variations de la tension de vapeur du gaz liquéfié. Comme on le siat, la tension de vapeur est fortement influencée par la température. On a donc intérêt à prévoir un dispositif de compensation de l'effet de la température, par exemple du genre de celui décrit dans le brevet français N° 1.481.240.
  • Dans un dispositif de ce genre, le gaz liquide pénètre par un ori­fice 31 du diffuseur 17, pour atteindre une pastille poreuse 32 prévue juste sous le siège 25. Cette pastille est comprimée par une pièce 33, logée dans le diffuseur 17, cette pièce 33 présentant un coefficient de dilation plus grand que celui du tube métallique constituant le diffuseur 17. Cette disposi­tion permet d'augmenter la pression sur la pastille 32 lorsque la température du gaz liquéfié du réservoir 15 augmente, ceci afin de compenser l'augmenta­tion du débit de gaz qui est due à l'augmentation de la pression d'évaporation du gaz avec la température.
  • Grâce à la construction prévue, l'usager peut enlever le réservoir 15, lorsqu'il est vide ou en cas de mauvais fonctionnement, en retirant le cou­vercle 16 pour le remplacer par un nouveau réservoir dont l'orifice calibré de l'injecteur est dans en état impeccable, ce qui assure constamment un fonctionnement parfait de l'appareil.
  • Il va de soi que de nombreuses variante d'exécution peuvent être envisagées et que, notamment, l'injecteur 18 pourrait, en position de fonc­tionnement, venir en regard du conduit d'amenée 7 sans pénétrer partiellement dans celui-ci. Ce conduit 7 ne doit pas nécessairement être conique et pourrait for bien être de forme cylindrique par exemple. De même, l'admission d'air additionnel par les ouvertures latérales 8 n'est pas indispensable et ces ouver­tures pourraient être omises.

Claims (4)

1. Appareil pour l'allumage de matières combustibles, comprenant un corps, un réservoir amovible de gaz liquéfié, ce réservoir étant muni d'une valve contrôlant le passage du gaz vers un brûleur porté par le corps, ce dernier comprenant des moyens d'allumage du gaz parvenant au brûleur et un organe de commande de ces moyens d'allumage, le brûleur étant du type comprenant un mélangeur air-gaz avec un passage d'admission d'air pour créer un mélange combustible-comburant, suivi d'une chambre de com­bustion, caractérisé en ce que la valve du réservoir amovible est conformée à son extrémité pour constituer un injecteur pour introduire le gaz combus­tible dans la chambre, cet injecteur étant disposé, en position de fonctionne­ment, en regard d'un conduit d'amenée du gaz à la chambre, un espace annu­laire étant ménagé entre l'injecteur et la paroi interne du conduit d'amenée, la valve comprenant un dispositif de compensation de l'effet de la tempéra­ture sur le débit du gaz.
2. Appareil selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'injecteur comprend un passage calibré, ce passage étant constitué par un perçage dans une pierre d'horlogerie.
3. Appareil selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que le conduit d'amenée du gaz à la chambre de combustion est de forme générale conique.
4. Appareil selon la revendication 3, caractérisé en ce que le con­duit d'amenée comprend au moins une ouverture latérale d'entrée d'air, située en aval de la portion de plus petite section de sa partie conique.
EP88810413A 1987-07-10 1988-06-16 Appareil pour l'allumage de matières combustibles Expired - Lifetime EP0298913B1 (fr)

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