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Brûleur aux huiles lourdes alimenté par injecteur-doseur automatique.
Le but de l'invention est de brûler des huiles lourdes et souvent visqueuses au moyen d'un courant de vapeur d'eau ou, accessoirement, au moyen d'un courant d'air comprimé en réglant la quantité de chaleur dégagée au moyen d'un seul organe de commande pouvant être actionné automatiquement, ceci sans que la qualité de la combustion ni le rendement de l'appareil soient aucunement modifiés par les variations d'activité aux - quelles il est soumis.
On utilise préférablement à. cet effet un afflux d'huile sous pression relativement faible, entraîné et pulvérisé plus ou moins complètement dans un injecteur-doseur décrit plus loin au moyen d'un courant de vapeur également à basse pression, mais toutefois un peu plus forte que celle de l'huile.
Une légère modification à, cet injecteur permet d'utiliser de l'huile prise à niveau, sans aucune pression.
La gerbe ainsi produite est projetée dans le brûleur au - dessus d'une sorte de rigole-grille percée de trous et façonnée
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en métal spécial résistant aux hautes températures, ou en toute autre matière réfractaire, qui reçoit les gouttelettes produites par une pulvérisation incomplète et leur permet néanmoins de s'enflammer.
Un. double courant d'air produit, le premier, juste à la sortie de l'injecteur et concentriquement à celui-ci, le second l'entour et au travers de la rigole, ne permet toutefois qu'une combustion relativement incomplète de l'huile, d'après les pro - portions de combustible et de comburant mis en présence.
La vapeur d'eau, après avoir servi de fluide moteur, se trouvant à ce moment en contact avec la vapeur d'huile à tem - pérature élevée, se décompose par combinaison avec celle-ci en gaz permanents très combustibles dont le rôle est utile dans le rendement de l'appareil.
Le courant gazeux en ignition rencontre ensuite un troi - sième afflux d'air dit " air additionnel ". Dès lors les fumées qui ont pu se produire dans le premier état de combustion dis - paraissent complètement et celle-ci se termine en atmosphère légèrement oxydante.
On obtient alors ]'utilisation optima de la puissance ca - lorifique de l'huile dans la tubulure en forme de venturi qui termine le brûleur et aboutit à l'appareil d'utilisation de la chaudière : four, chaudière, etc...
Pour que cet effet se produise à toutes les allures de combustion, il est nécessaire que le débit de la vapeur d'eau et celui de l'huile soient réglés simultanément dans une pro - portion invariable ; ce résultat est atteint par l'agencement de l'injecteur-doseur qui est tel que cette double action est réalisée par le déplacement d'un seul levier de commande.
La quantité d'air aspirée par le tirage naturel est cor - recte à toutes les allures de la combustion grâce à la forme et aux proportions des tubulures de venturi et des orifices d'adduction d'air, lesquels-peuvent être modifiés suivant la
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disposition des appareils d'utilisation de la chaleur et celle des cheminées ou moyens quelconques d'aspiration des fumées dont on dispose.
Le mode de combustion qui vient d'être décrit s'applique à la marche normale à l'huile lourde. Au moment de l'allumage, on utilise une petite quantité d'huile légère servant à ré - chauffer l'appareil et principalement le tube vaporiseur.
Cette huile brûle dans une cuvette à l'intérieur de l'appareil comme il sera exposé ci-après.
Le détail de tous les organes utilisés dans la réalisation de la présente invention est donné dans la description ci - dessous faite avec l'appui du dessin annexé à titre exemplatif, et dans lequel :
Figure 1 représente d'une façon schématique et vu en cou - pe longitudinale suivant son axe, l'ensemble du brûleur mon - trant le parcours des flammes et de l'air comburant, dans tou - tes ses parties, pour illustrer le mode de combustion appliqué dans la réalisation de l'invention.
Figure 2 représente une coupe longitudinale, suivant son axe, de l'injecteur doseur produisant l'émulsion d'huile et de vapeur d'eau.
Figure 3 est une vue en bout del'injecteur de la fig.2.
Figure 4 représente une variante de la disposition de l'injecteur-doseur, avec une aspiration d'air concentrique à l'arrivée de vapeur, l'arrivée d'huile étant faite, en plus, concentriquement à cet ensemble, à l'extérieur de l'aspiration d'air.
Figure 5 représente un tube réchauffeur recevant l'eau d'un réservoir à niveau constant pour l'envoyer au tube vapo - riseur ou préférablement à un robinet-filtre réchauffeur du genre de celui décrit dans le brevet belge n .366.518 déposé le 27 décembre 1929, sous le titre : " Perfectionnements aux robinets pour l'alimentation des brûleurs à huile combustible
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lequel robinet-filtre n'est pas représenté' sur ladite figure laquelle indique d'autre part un tube vaporiseur reprenant cette eau après qu'elle a réchauffé l'huile et la vaporisant pour l'envoyer à. l'injecteur-doseur.
Figure 6 représente un obturateur thermostatique spécial utilisé pour la sécurité de fonctionnement du brûleur et ne laissant délivrer l'huile lourde au brûleur que si le tube vaporiseur est déjà. en fonction et peut fournir la vapeur nécessaire sa pulvérisation.
Figure 7 représente une vue de côté extérieure du brûleur muni d'un mécanisme à charnière permettant de sortir du brûleur, par simple pivotement, à, la fois le tube vaporiseur et l'in - jecteur avec sa rigole pour permettre leur visite et, au besoin, leur démontage rapide.
Figure 8 donne une coupe du détail de cette charnière.
L'emplacement du robinet-filtre réchauffeur, objet du brevet belge ci-dessus spécifié, est également indiqué sur cette figure7.
On va maintenant décrire d'une façon détaillée tous les organes représentés sur les différentes figures, les mêmes organes pouvant se trouver représentéssur différentes figures y étant repérés par le même numéro ; on exposera ensuite le principe du fonctionnement.
En 1 (fig.1) se trouve une cuve à. niveau constant par flotteur pour l'eau avec vanne d'arrêt en 2. L'eau arrive par le tuyau 3 au tube réchauffeur 4 et de là, par une nouvelle tuyauterie 5 munie d'une vanne 5', au tube vaporiseur 6, puis par la tuyauterie 7, qui n'a pas besoin de vanne, à l'obtura - teur thermostatique de sûreté 8 puis, enfin par la tuyauterie sans vanne 9, à l'injecteur-doseur 10 qui sera décrit plus loin en détail.
L'huile légère d'allumage est amenée d'un réservoir quel - conque non représenté, par une tuyauterie à vanne 11 dans la cuvette 12.
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L'huile lourde provient de la cuve à niveau constant 13 d'où elle s'écoule par la tuyauterie14 à vanne 14' à l'obtura - teur thermostatique de sûreté représenté fig.5, et décrit ci - après, puis enfin à l'injecteur 10 sur lequel cet obturateur est vissé. Il est avantageux d'intercaler sur ce parcours avant l'obturateur thermostatique 6 un réchauffeur d'huile tel que la fig.1le montre en 61.
Les 3 robinets 11, 5' et 14' peuvent être avantageusement. remplacés par le robinet-filtre réchauffeur susdit ; dans ce cas 1'agencement de la tuyauterie est celui représenté fig.6.
La gerbe émulsionnée sortant de l'injecteur 10 commence à brûler au-dessus de la rigole-gril Le 15 ; à cet effet elle est mise en contact avec les afflux d'air A1 et A2 , le premier passant au travers de la manchette biconique 16, le second passant directement dans la chambre de combustion où se trou - vent la grille-rigole 15, le tube vaporiseur 6 et le tube réchauffeur 4 au-dessus de la cuvette 12. On comprend que de cette façon ces deux tubes et même la rigole se trouvent rapr- dement réchauffés quand on opère l'allumage au moyen d'huile légère qui brûle en 12.
La susdite gerbe, déjà enflammée en atmosphère réductrice avec production de fumées, passe dans l'orifice quelque peu resserré 17 d'où elle est aspirée par l'air légèrement réchauffé pour achever sa combustion avec le concours de cet air dans la, tubulure 18 biconique en forme de venturi. Cette dernière tubulure ainsi que la chambre de combustion, sont garnies intérieurement d'un revêtement réfrac - taire repéré, respectivement, sous les numéros 19 pour la cham - bre de combustion et 20 pour la tubulure Venturi.
Les flammes, en combustion complète, sans fumée ni gaz réducteurs, mais au contraire se trouvant dans leur ensemble constituer une atmosphère légèrement oxydante, sortent du brû - leur dans la direction des flèches F F pour aboutir l'appareil utilisant la chaleur ainsi produite : four, chaudière, etc...
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En 21 on a représenté un vase basculant autour de l'axe fixe 22, muni d'un contrepoids 23 où pourraient, au cas d'arrêt intempestif de combustion, s'écouler des liquides séjournant dans le brûleur, eau et huile provenant soit de la cuvette 12 soit de l'extrémité 17 de la chambre de combustion.
Le poids de ce vase augmentant de l'apport du liquide, il finit par basculer autour du point fixe 22 et, par cet effet, déclanche un ressort non représenté sur la figure qui, par traction sur une tringle ou un petit câble métallique, commande la fermeture de tous les robinets d'alimentation du brûleur, - le tout conformément la description et aux figures incluses dans la seconde addition numéro 26. 929 au brevet français n 530.362, ce dernier en date du 23 janvier 1921 et ladite addition en date du 3 octobre 1922,
La figure 2 représente le détail de l'injecteur-doseur servant au contrôle du débit de combustible et à son émulsion.
Sur le corps principal de l'appareil 24 arrivent : 1 la vapeur par l'orifice 9 faisant suite à la tuyauterie de même numéro de la figure 1 ; 2 l'huile par l'orifice $ où se trouve vissé l'obturateur thermostatique de même numéro de la Comme il a été dit ci-avant, la proportion de ces deux fluides doit rester invariable quelque soit le débit de l'appareil. A cet effet, dans le corps extérieur 24 est vissée par exemple avec pas droite en 25 une chemise dans laquelle est vissé égale - ment un pointeau en 26 alors avec pas à gauche, mais la dimen - sion de ce dernier pas est préférablement moindre que celle du précédent. L'huile passe entre la chemise 25 et le corps 24 dans l'espace annulaire 27, malgré le guidage 28 formé de crans interrompus. La vapeur passe dans l'espace 29 entre la chemise 25 et le pointeau 26.
Les deux fluides se rencontrent en formant une émulsion dans l'orifice final 30. Pour régler simultanément le débit des deux fluides, la chemise 25 porte une pince 31 serrée par une pièce 32 servant de bras de levier articulé à
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son autre extrémité par une pièce 32 servant de bras de levier articulé à son autre extrémité sur une tringle de commande 33 au moyen d'une chape (fig.3 ). D'autre part, le pointeau cen - tral 26 porte également en 34 une pince dont la queue s'engage dans un guide rectiligne 35 fixé sur le corps de l'injecteur.
Dans ces conditions, il est facile de comprendre que si 7.' on agit sur la tringle 33 de façon à faire tourner la chemise 25 autour de son axe, cette dernière tendra à entraîner le pointeau 26 mais ce dernier ne pouvant que se déplacer loritu - dinalement sans tourner, les deux orifices annulaires 28 et 29 situés dans les parties coniques de l'injecteur terminant celui- ci au voisinage de l'orifice 30, s'ouvriront ou se fenneront ensemble dans une proportion qu'on peut déterminer par le rap - port des pas de vis 25 et 26.
On a représenté en 25 et 26 des pas de vis à filets carrés qui conviennent à des avances rapides ; on peut adopter un autre profil.
La tringle 33, organe unique de commande, peut être ac - tionnée par un régulateur automatique de pression s'il s'agit d'une chaudière à vapeur ou d'un thermostat s'il s'agit d'une chaudière à eau chaude, ou de tout autre appareil dont la tem - pérature doive demeurer constante.
Le fonctionnement du brûleur est donc automatique.
La figure 4 représente une variante de l'injecteur pré - cédent.
Le corps 24 de celui-ci est seulement traversé par un pointeau fileté en 25 et commandé de la même façon que le pré - cédent en 34. La vapeur arrive en 9 autour du pointeau. En avant du corps 24 est vissée la gaine 36 terminée par le bou - chon 37. L'espace annulaire 38 communique avec l'atmosphère par des orifices dont un est représenté en 41, tous étant dans un même plan transversal à l'axe et masqués plus ou moins par l'obturateur 42 commandé au moyen de la traverse 43 simultané -
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ment avec le pointeau. L'huile arrive en 8 venant de la cuve 13 à niveau constant placée à la même hauteur que l'injecteur et non en charge. Le fonctionnement est le suivant : la vapeur arrivant par 9 produit une aspiration dans la chambre 38 et par suite un appel d'air réglé par l'obturateur 42.
Cet air, en passant avec vitesse contre la fente existant entre les pièces 36 et 37 au voisinage de l'orifice 40, aspire l'huile venant de 8. Le tuyau amenant l'huile de la cuve 13 est interrompu en 62 où il convient d'intercaler la vanne et le réchauffeur.
Cette disposition a l'avantage de ne permettre, sans autre précaution, l'écoulement d'aucune quantité d'huile dans le brû - leur en cas d'extinction fortuite de celui-ci.
La figure 5 montre la disposition intérieure du tube va - poriseur 6.
L'eau arrive en 5 et descend dans le tube en passant entre les spires du ressort à boudin figuré en 44, de façon à allon - ger son parcours et faciliter sa vaporisation. La vapeur sort du tube par le tube central 7. Il est à noter qu'aucun niveau d'eau stable ne se produit dans ce tube qui, en fonctionnement, est librement et simplement en communication avec la cuve à niveau constant 1 et par suite, avec l'atmosphère ; il ne constitue donc pas une chaudière et la pression qui s'y établit ne peut être supérieure à celle représentée par la hauteur d'eau comptée de l'injecteur jusqu'au niveau existant dans la cuve 1, ceci en hauteur d'eau.
La fig.6 représente l'obturateur thermostatique automati- que 8 dont il a été question ci-avant et.qui coupe le passage de l'huile au cas où la vapeur vaporisatrice vient à manquer.
Celle-ci arrive en 7 et sort en 9 de la cuve 47 contenant l'organe thermostatique dont l'embout extensible et réglable 48 est normalement en contact avec la tige 49 de la soupape que le ressort 45 tend à appuyer sur son siège. Lorsque la vapeur passe de 7 à 9 , elle réchauffe le thermostat et déplace l'embout dans la direction de la tige de la soupape. Celle-ci
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se trouve alors dégagée de son siège et l'huile peut passer librement de l'orifice 14 au trou 46 qui communique directement avec l'injecteur, l'obturateur étant vissé par ce côté sur le trou 8 de l'injecteur (fig.2)
Si le brûleur vient à s'éteindre, la vapeur cesse d'af - fluer, l'embout 48 de l'organe thermostatique recule et le ressort referme la soupape 49.
On voit donc que nul écoulement d'huile ne peut se produire dans le brûleur si celui-ci n'a été mispréalablement et n'est pas normalement maintenu en activité.
La figure 7 représente une vue extérieure du brûleur, sur le côté, et on y a indiqué 1 la disposition des tuyauteries quand on emploie le robinet à voies multiples, filtre réchauf - feur, objet du brevet belge 366.518; 2 un procédé de pivote - ment de la porte du brûleur permettant comme il a été dit, d'examiner facilement tous les organes intérieurs.
Dans cette disposition, l'eau venant de la cuve 1 non représentée arrive en 3, au brûleur, ressort du tube réchauf - feur en 5 comme il. est indiqué également fig.1 et se rend à la partie inférieure du robinet filtre réchauffeur 50 où elle réchauffe l'huile lourde et passe à la charnière 51 par le tuyau 52, puisde là au tube vaporiseur 6 par le tuyau 53.
A partir de ce point, son parcours, sous forme de vapeur jusqu'à l'injecteur, est le même que sur la figol. L'huile légère d'al- lumage arrive au robinet 50 par le tuyau 11 et en ressort par le tuyau 54, sans avoir à utiliser la charnière ; pour se rendre sur le côté du brûleur vers la cuvette 12 de la fig.l, l'huile lourde accède au robinet par la tubulure 14, s'y réchauffe et se rend à la charnière 51 par le tuyau 55 , puispar le tuyau 56 à l'obturateur thermostatique 8 pour pénétrer de là dans le brûleur.
Le but de la charnière est de faire communiquer les orga - nes 6, 8 et 10 montés sur la porte par des tuyauteries étanches
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avec le robinet 50 qui est fixe. Pour cela, chaque passage de liquide se fait par l'intermédiaire de deux genouillères pivo - tantes l'une sur l'autre (fig.8 ). L'une d'elles 57 est solidaire de la partie fixe de la tuyauterie ; l'autre 58 de la partie mobile ; un joint 59 monté à frottement demi-dur maintient l'é - tanchéité du système dont la partie située à droite peut pivoter autour de l'axe 60.
Le dispositif de sécurité objet de la deuxième addition n 26929 en date du 3 octobre 1922 au brevet français n .
530.362 en date du 28 janvier 1921, est représenté schématique - ment ici. Le vase 21' dont le poids est équilibré par une masse 22' peut osciller autour de l'axe 23'. S'il se remplit de li - quide non employé dans le brûleur (huile et eau) le poids du vase augmente, ce qui le fait basculer et opère au moyen du déclic 64, du levier 65 chargé d'un poids et de la tige 66 la fermeture complète du robinet 50.
On comprend dès lors facilement l'ensemble des manoeuvres propres à l'allumage, à la marche normale et à, l'extinction de l'appareil.
Pour l'allumage, on manoeuvre fig.l le robinet 11 amenant l'huile légère dans la cuvette 12 et on l'enflamme. Quand la température de la. chambre de combustion est suffisante, on envoie pa,r le robinet 5 l'eau du tube réchauffeur dans le tube vaporiseur, on ouvre également l'arrivée d'huile lourde. Dès que la vapeur passe librement dans l'obturateur thermostatique 8 cette huile accède automatiquement à l'injecteur et le fonc - tionnement normal s'établit. La tringle 33 fig.3 règle alors l'intensité de la flamme comme il a été dit ci-avant.
Si cette manoeuvre se fait au moyen d'un appareil automatique agissant en fonction de la quantité de chaleur demandée, le brûleur fonctionne sans surveillance, tout incident de marche provoque l'arrêt du brûleur sans qu'aucun dommage puisse se produire,
Dans le cas de l'emploi du robinet spécial n 50, c'est une manette unique qui permet toutes les manoeuvres spécifiées
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ci-dessus, comme il est exposé dans la description et les fi - gures du brevet belge n .366.518.
L'arrêt du brûleur est réalisé par la fermeture des robi - nets.