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,,Procédé et appareil servant à régler'l'écoulement d'un combustible'*
Cette invention a trait à un procédé et à un appa- reil permettant de régler l'écoulement de deux fluides de poids spécifiques différents
Pour faire comprendre l'invention, on décrira spécia- lement son application aux appareils brûlant des hydrocar- bures liquides , Les hydrocarbures liquides tels que la gazoline sont très employés comme combustibles pour le chauffage et l'éclaireag Un générateur vaporisateur
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communiquant avec le réservoir est usuellement employé pour gazéifier le combustible avant sa pénétration dans le brûleur où il doit brûler .
Jusqu'à ce jour, ce générateur était chauffé par un chalumeau, une lampe à alcool ou une fraction de gazoline brute admise initialement dans une cuvette d'allumage placée au-dessous du générateur, la- quelle fraction était alors allumée de façon que sa flamme chauffe le générateur Ces procédés sont tous excessive- ment incommodes et exigent en outre du temps pour préchauf- fer le générateur vaporisateur qui, bien entendu, sera maintenu ultérieurement à la température voulue par la chaleur de la combustion .Les réservoirs à combustible contiennent usuellement du liquide sous pression, de sorte qu'il existe un espace d'air au-dessus du liquide . L'air dudit espace devient extrêmement imprégné des éléments les plus volatils du combustible et constitue un très bon combustible à l'état gazeux .
Tenant compte de cet état de choses, les inventeurs ont cherché à utiliser efficacement cet air carburé pour chauffer initialement le générateur vaporisateur .Audun des procédés et appareils appliqués ou proposés jusqu'ici à cet effet necomportait de disposi- tif permettant de couper automatiquement l'admission d'air carburé lorsque le générateur devenait assez chaud pour Vaporiser le liquide , Par conséquent, l'air carburé brû- lait de façon satisfaisante, mais la perte de pression ré- sultant du gaspillage de cet air employé comme agent de préchauffage avait rendu son emploi impopulaire et indési- rable Ceci était dû principalement au fait que les obtu- rateurs à main étaient nécessaires pour couper l'admission de combustible gazeux et que, moment où l'opérateur
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arrêtait la consommation de gaz,
la pression était devenue si faible qu'elle était insuffisante pour refouler le li- quide dans le générateur 'Par conséquent, l'usager était obligé de refouler une nouvelle quantité d'air dans le ré- servoir à l'aide de la pompe .
L'invention envisage un procédé, et un appareil pour le réaliser, qui permettent d'utiliser initialement le fluide gazeux, de préférence provenant de la partie supé- rieure du réservoir, comme agent de préchauffage et grâce auxquels l'admission de bombustible gazeux ou d'air car- buré arrivant de cette partie supérieure du réservoir est coupée automatiquement aussitôt que le générateur vapori- sateur est devenu assez chaud pour vaporiser le liquide fourni au générateur, ceci étant dû au fait que le généra- teur est chauffé de façon à dilater le liquide à plusieurs centaines de fois son volume original, de sorte que, par la suite, le combustible liquide se rend au brûleur en quantités suffisantes pour satisfaire à la demande du brû- leur .
Pour mieux faire comprendre le principe générique de l'invention et certaines de ses adaptations, on se référe- ra aux dessins annexés dans lesquels
Fig. 1 est une vue perspective d'une des extrémités d'un réchaud ou fourneau de cuisine auquel l'invention est appliquée, le réservoir étant partiellement brisé ,
Fig. 2 est une coupe transversale fragmentaire du réservoir et du tuyau d'alimentation à une échelle plus. grahde
Fig. 3 est une vue, partie en coupe et partie en
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élévation, d'une disposition 6 Apbrftleur
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Fig. 4 est une vue schématique représentant l'arti- fice auquel on a recourt pour introduire directement du combustible dans le brûleur sans le préchauffer
Fig. 5 est une vue, partie en élévation et partie en coupe, d'une lanterne à laquelle l'invention est appli- quée .
Fig. 6 représente à grande échelle, partie en coupe et partie en élévation, un dispositif employé dans le ré- servoir de la lampe pour maintenir un niveau de liquide constant .
Il existe un grand nombre de mécanismes qui peuvent être utilisés pour réaliser le procédé suivant l'invention et les dessins ne représentent, à titre d'exemples, que quelques-uns des modes de réalisation . Dans la figure 1, le bâti 1 du réchaud, le générateur vaporisateur 2 commu- niquant avec le réservoir 3, le collecteur 4 du brûleur et le brûleur 5 sont tous anciens et bien connus . Le réser- @ voir reçoit du combustible liquide sous pression, un espa-! ce d'air 6 étant ménagé au-dessus du niveau de liquide nor- nal dans le réservoir, l'air étant introduit par tout dis- positif convenable tel que, par exemple, une pompe 7 in- corporée au réservoir . Dans les figures 1, 2 et 3, on a représenté l'application de l'invention à un dispositif de préchauffage dans lequel on emploie la disposition suivan- te .
Un tuyau d'alimentation 8 pénètre dans le réservoir
3, son extrémité d'admission 9 étant située au-dessous du niveau normal du liquide dans le réservoir . Dans l'ex- trémité inférieure du tuyau 8 est disposé un ajutage dé- ¯ ponta@le 10 présentant un orifice 11 de section limitée plus petite que celle-du tuyau 8 mais plus grande que celle
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de l'orifice d'échappement du générateur 2 . Ceci-.est important parce qu'il est désirable d'établir une certaine pression dans le générateur .
Un tuyau d'amenée de fluide gazeux 12 se termine par une de ses extrémités au-dessus du niveau normal du liquide dans le réservoir et communique par l'autre extrémité avec le tuyau 8 en un point de ce tuyau situé au-dessous du niveau de liquide normal, par exemple en 13 . Le tuyau ou conduit à combustible 8 est muni, à l'extérieur du réservoir, d'un obturateur à com- mande manuelle 14 qui, lorsqu'il est ouvert, établit la communication entre ce tuyau et un tuyau 15 aboutissant au brûleur préohauffeur 16, muni d'Orne cornue 17 qui diri- ge la flamme vers le générateur 18 du préohauffeur et vers le générateur 2 du collecteur 4 du brûleur . Le préchauf- feur 16 peut reposer sur le collecteur 4 et peut être fixé au bâti par un bras 19 .
Dans cette construction, avant que l'obturateur 20 du générateur 2 ait été ouvert, l'opérateur ouvre l'obtura- teur 14 . Geoi permet au combustible gazeux ou air carburé de passer par l'orifice d'admission 21 du tube 12 dans le tuyau 8 où il se mélange avec la quantité relativement fai- ble de combustible liquide pénétrant dans ce tuyau par l'orifiae de section limitée 11, de sorte qu'un gaz riche est délivré au brûleur préchauffeur 16 . La flamme d'une allumette appliquée au brûleur détermine une combustion immédiate sous forme d'une flamme relativement bleue, le combustible pénétrant dans le brûleur sous pression, de sorte qu'un jet de flamme chaud est projeté sur le généra- teur 2 et sur le générateur préchauffeur 18 dont l'orifice de sortie est plus petit que l'orifice 10 .
Aussitôt que
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le générateur 18 devient assez chaud pour vaporiser le contenu liquide du bombustible qui y passe, ce combustible liquide se vaporise et produit un volume de vapeur plusieun uentaines de fois plus grand que son volume liquide initiai de sorte qu'il remplit partiellement le tuyau 18, et somme l'orifice 11 est plus grand que l'orifice de sortie du générateur 2, il s'établit dans le tuyau 8 une pression suffisante pour ralentir l'écoulement du liquide et de l'air en permettant au liquide de monter par l'orifice 11 dans le tuyau 8 et dans le tuyau 15 en quantité suffisan- te pour satisfaire à la demande du brûleur et obturer ef- fectivement l'orifice d'échappement du tuyau 12,
en arrê- tant ainsi l'arrivée de fluide gazeux de l'espace 6 situé au-dessus du liquide ...aussi longtemps que le générateur 18 du tuyau 15 est assez chaud pour transformer le liquide en vapeur, l'accroissement de la valeur de la vapeur em- pêche la perte de pression de l'espace à air ou vapeur 6; pendant ce temps, seul du liquide monte par le.tuyau 8 et pénètre dans le générateur 18 où il se transforme en va- peur .
L'efficacité de l'obturation , est certaine parce que, après que le réchaud a été allumé, il peut brûler jusqu'à ce que toute ou sensiblement toute la gazoline ait été brûlée sans perte appréciable de pression autre que celle occasionnée par une diminution de la provision de combustible, et la demanderesse suppose que la pression due à l'expansion du contenu liquide par l'effet de la vaporisation du combustible permet au liquide de monter dans le tuyau 8 en passant devant l'orifice 13 de façon à constituer un joint hydraulique empêchant l'arrivée d'air par le tuyau 12 .
Ceci peut ne pas être entièrement
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correct, mais on a constaté que la vaporisation du contenu liquide par l'effet de la chaleur et de l'expansion de la vapeur a réellement comme résultat de couper sensiblement toute arrivée d'air aussit8t que le combustible du brûleur s'enflamme . Par conséquent, l'invention ne doit pas être considérée comme limitée à des détails de construction quels qu'ils soient, étant donné que, à la connaissance de la demanderesse, aucun des dispositifs appliqués ou propo- sés jusqu'à ce jour n'atait encore jamais fournide l'air ou un combustible gazeux pour la combustion initiale et interrompu automatiquement cette fourniture par la chaleur fournie par le brûleur .
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Dans la figure 4, on a représenté la même construction de réservoir que celle des figures 1 et 2, excepté que, dans ce cas, le tuyau 15 débouche directement dans un gé- nérateur vaporisateur 22 qui débouche lui-même dans le dis- positif d'admission de vapeur 23 du brûleur 24, de sorte que, au lieu d'employer un préchauffeur, la vapeur gazeuse peut s'enflammer aux becs de brûleur 25, et lorsque la flamme des beos de brûleur 26 a élevé le générateur 22 à une température suffisante pour vaporiser le contenu liqui- de du combustible, l'air cesse de s'échapper par le tube 12 . Dans cette disposition, on n'emploie pas de préchauf- feur.
Dans les figures 5 et 6, on a représenté l'applica- tion de l'invention a une lampe ou lanterne dont la cons- truction n'est sensiblement pas modifiée . Le socle- réservoir 27, le conduit 28, le générateur 29, la chambre de mélange 30, le tube à.air 31, le brûleur ou les porte- manchon 32 et les manchons 33 sont ceux employés à l'heure
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actuelle dans les lampes ou lanterne à essence . La seule différence entre les lampes actuelles et celle suivant l'invention est que le tube à combustible 34 qui communique avec le conduit 28 présente un orifice de section limitée 35 à son extrémité inférieure .
Autour de l'extrémité in- férieure est constituée une enveloppe établie sous forme d'un petit réservoir auxiliaire 36 dont la paroi inférieu- re présente un orifice d'admission de liquide 37 destiné à être fermé par une soupape 38 qui est commandée par un flotteur lorsque le niveau de liquide dans le réservoir atteint une valeur prédéterminée, cette soupape s'ouvrant bien entendu lorsque le flotteur 39 descend par suite d'une chute du niveau du liquide 40 .
Un tube à air 41 fait com- muniquer l'espace d'air 42 du réservoir principal avec l'espace d'air 43 du petit réservoir 36, et il existe un tube à air 44 faisant communiquer l'espace d'air du petit réservoir 36 avec le tube 34, de sorte que, lorsqu'on ou- vre le pointeau 45 du générateur, un combustible gazeux riche passe des espaces 42 et 43 dans les tubes 41 et 44, monte par le tuyau 34 dans l'espace ou chambre de mélange 30, puis pénètre dans le brûleur ou manchon 33 où il peut être allumé instantanément pour donner une flamme incan- descente , La chaleur du manchon élève dans un espace de temps excessivement court la température du générateur 29 dans une mesure suffisante pour vaporiser le contenu li- quide du combustible,
la vapeur se dilatant dans une mesu- re telle que l'admission d'air ou de combustible gazeux provenant des espaces 42 et 43 se trouve coupée et qu'il ne monte plus dans le générateur que du combustible liqui- de .
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L'avantage de la disposition d'un réservoir auxiliai- re est que le liquide ne monte pas trop haut daims le tuyau d'échappement et qu'on dispose par suite d'un excès de combustible liquide pouvant se mélanger avec l'air lors- qu'on allume le brûleur
Une autre caractéristique importante de l'invention est que, dans le cas où la flamme viendrait à s'éteindre pour une cause quelconque, le générateur se refroidit en provoquant la condensation du combustible vaporisé dans le tuyau allant du réservoir au brûleur, ce qui diminue la contre-pression et permet à l'air comprimé que renfer- me l'espace 42 de s'échapper de la partie supérieure du réservoir principal .
Par c'onséquent; le combustible li- quide n'aura pas tendance à s'inflitre dans les brûleurs et à se déverser sur le plancher, ce qui est constamment sujet à se produire dans les.brûleurs actuels employant du bombustible liquide sous pression .
-,Revendications ..
1. Un procédé pour régler le passage de deux flui- des combustibles de poids spécifiques différents à un brûleur, ce procédé consistant à fournir deux fluides dans un certain rapport volumétrique pendant la combustion ini- tiale et à augmenter alors le volume d'un des fluides de telle sorte que la proportion volumétrique de l'autre fluide prédomine sur la proportion du premier pour retar- der son écoulement .