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Dispositif de dosage automatique et pulvérisation de liquides au moyen d'un courant d'air ou de vapeur.
Dans un grand nombre de cas il est nécessaire de charger de fines gouttelettes de liquides un courant d'air ou de vapeur, même en favorisant une gazéification plus ou moins complète des dits liquides, mais de façon que la proportion entre les poids du ou des liquides entraînés et celui du fluide moteur, air ou vapeur, reste constante.
Il en est ainsi particulièrement pour les brûleurs à huiles combustibles dans lesquels le courant fluide, chargé de liquide combustible pulvérisé et partiellement vaporisé, est enflammé à sa sortie du pulvérisateur.
Dans la plupart des brûlcurs connus, la constance définie plus haut entre les poids du fluide moteur et du liquide est incomplète et exige l'intervention d'un opérateur chaque fois que l'activité de l'écoulement varie.
Le but de la présente invention est de réaliser la dite constance à toutes les allures du débit et, en outre, d'obtenir
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une pulvérisation plus parfaite du ou des liquides en favori - sant d'autre part au mieux possible leur vaporisation dans le corps même de l'appareil.
Contrairement à ce qui existe dans les pulvérisateurs et brûleurs actuels, la pulvérisation ne se fait pas d'un seul coup, par la rencontre des deux courants de fluide moteur et de liquide entraîné.
Au contraire, un premier mélange de ces deux éléments sous forme d'émulsion est réalisé dans une ou plusieurs tubu - lures de section relativement faible qui le puisent dans une chambre de mélange communiquant d'autre part avec une cuve à niveau constant au moyen d'un orifice calibré où passe le liquide sous l'action d'une différence de pression ; cette différence est réglée par une ou des arrivées du fluide moteur, le tout étant combiné comme il sera exposé ci-après pour obtenir le dosage du liquide.
L'orifice calibré par où accède le liquide, n'est soumis à l'action d'aucun pointeau ou organe obturateur quelconque, ces derniers étant réservés aux passages du fluide moteur ou de l'émulsion, lesquels sont de section déjà beaucoup plus importante et peuvent être obturés avec une précision beaucoup plus grande.
En outre, dans le cas de brûleurs à huile combustible, ces organes ne sont pas dans le voisinage immédiat de la flamme, ce qui constitue un avantage important.
Le mélange préalable produit sous forme d'émulsion, en entraînant un poids bien déterminé de liquide, étant mis en marche dans la ou les tubulures ci-dessus désignées, une vaporisation partielle est apte à se réaliser surtout si le fluide moteur est chaud.
C'est ensuite seulement que, dans cet état, l'émulsion est mélangée en deux ou un plus grand nombre de fois au reste de l'air ou du fluide moteur, lesquels sont délivrés par des
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orifices munis d'obturateurs qui sont reliés à ceux gouver - nant les passades de fluide moteur ou d'émulsion communiquant avec la chambre de mélange dont il a été question plus haut.
C'est par l'effet de cette liaison que le dosage effectué'. dans la dite chambre réalise un rapport constant entre les poids de liquide entraîné et de fluide moteur total.
S'il est besoin d'entraîner deux ou plusieurs liquides, on emploiera autant de cuves à niveau constant et de chambres de mélange que de liquides.
Le but d'ensemble de l'invention étant ainsi exposé on va d.écrire les moyens employés pour le réaliser, en se réfé - rant au dessin annexé à titre d'exemple et dans lequel les mêmes organes sont désignés par les mêmes chiffres de réfé - rence dans toutes les figures qui donnent diverses réalisations de l'objet de l'invention.
La fig.l montre une des dispositions les plus simples du procédéemployé pour opérer le dosage et réaliser l'émulsion du liquide entraîné. En 1 est la cuve à flotteur donnant au liquide un niveau constant N N. En 3 se trouve le gicleur ou orifice calibré la mettant en communication avec la chambre de mélange 2 où plonge le tube émulseur 4 jusqu'au niveau N N.
Au-dessus de ce niveau aboutit le tube 5 communiquant avec le ventilateur ou la pompe qui produit le courant de fluide moteur, air ou gaz, sous une certaine pression P ; cet appareil non représenté est indiqué à l'emplacement V. Le conduit 6 fait communiquer la partie haute de la cuve à flot - teur 1 avec le tube 5 en amont du robinet R5 que porte ce tube.
De cette façon, le liquide contenu dans la cuve 1 reçoit tou - jours à sa surface une poussée de haut en bas dont la valeur par unité de surface est égale à la pression du fluide moteur.
D'autre part, le tube 4 porte également un robinet R4 réglant la sortie de l'émulsion. Ces deux robinets peuvent être réunis ou non par une biellette ou une connexion mécanique quelconque.
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L'emploi d'un seul de ces robinets suffit pour obtenir le résultat recherché.
Le fonctionnement de ce dispositif est le suivant .
La cuve étant remplie jusqu'au niveau N N par l'effet du tube 7 provenant du réservoir 8 placé à une hauteur H représentant en colonne de liquide une charge plus grande que la pression P du fluide moteur, si on établit le courant de fluide et qu'on place les manettes des robinets R4 et R5 dans une position moyenne, la pression en 2 sera la résultante de l'arrivée de fluide par 5 et du départ d'émulsion par 4.
Cette émulsion se produit forcément car la pression en 1 étant plus forte qu'en 2, le liquide chassé au travers de l'orifice calibré 3 tendrait à monter dans la chambre 2 au-dessus de N N et à boucher l'orifice intérieur du tube 4. Dans ce cas, la pression en 2 deviendrait égale à celle en 1 et les deux niveaux tendraient à reprendre leur équilibre suivant N N .
De toutes façons, la fermeture de R4 arrête tout débit d'émulsion, son ouverture graduelle, pour une position déter - minée de R5 augmente le débit de l'émulsion.
Quant au rôle de R5, plus son ouverture est grande et plus la pression en 2 se rapproche de celle en 1, c'est-à-dire que la poussée tendant à transvaser le liquide de 1 en 2 di - minuera et que dans l'émulsion le fluide moteur augmentera' tandis que le poids de liquide entraîné diminuera.
La fig.2 représente une variante possédant certains avantages.
L'alimentation se fait non par réservoir en charge, mais par une pompe placée en 9 avec clapet de refoulement 10 éva - cuant le surplus du liquide à la bâche pax le tuyau 11. Une chambre anti-bélier 12 est jointe à cet ensemble.
La tubulure 5 provenant du ventilateur ou compresseur V ne porte plus de robinet ; par contre le tube 6 en porte un R6 et en plus un autre tube 13 relie le haut de la cuve 1
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avec la chambre 2 et porte également un robinet R 13, Il emploi d'un seul de ces robinets suffit pour obtenir le résultat recherché.
De même que dans le dispositif de la fig.l, une différence de pression entre la cuve 1 et la, chambre 2 détermine l'écou - lement du liquide à travers l'orifice 3. Il est facile de comprendre que plus le robinet R6 sera ouvert et plus la pression en 1 se rapprochera de la, pression initia.le P du fluide moteur et, au contraire, plus le robinet R13 sera ouvert et plus la pression en 1 descendra pour égaler la pression en 2.
Dans le premier cas, le débit du liquide augmentera ; dans le second il diminuera.
Il est bien entendu que dans le dispositif de la fig.l comme dans celui de la fig.2, si les robinets sont employés simultanément et connectés l'un à l'autre, l'un devra s'ouvrir que.nd l'autre se fermera, ceci d'une façon habituelle mais non absolue.
La fig.3 représente un appareil simplifié dans lequel la différence de pression entre 1 et 2 existe sur des pres - sions inférieures à celle de l'atmosphère produites par l'aspiration d'une trompe 15 alimentée de préférence par un courant de vapeur 14 sur lequel on peut monter un robinet non représenté. Toutefois, le robinet R4 monté sur la conduite de départ d'émulsion suffit à opérer le réglage. Dans ce cas, les deux tubes 5 et 6 se réduisent à deux orifices.
On pourrait également remplacer le robinet R4 par une conduite montée exactement comme en 13 fig.2 avec robinet R13 et adjoindre un robinet R6 sur le trou 6 , ces deux robinets étant connectés ou non, comme sur la fig.2.
La fig.4 représente un ensemble plus complet avec admis - sions d'air après que l'émulsion est partie dans le tube 4, comme il a été indiqué dans l'introduction.
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La production de l'émulsion se fait comme dans l'appareil de la fig.l, avec robinets R4 et R5 sur les conduites 4 et 5.
Le ventilateur situé en V envoie le fluide Moteur dans la conduite générale W formant réservoir et de là, par un tube 16 , dans un ajutage biconique 17 formant trompe où aboutit en forme divergente le tube 4 contenant l'émulsion de fluide et de liquide déjà dosée correctement. Le tube réservoir W aboutit à un robinet 18 provoquant un dernier afflux d'air en 19, tubulure biconique en rapport avec 17.
Toutefois cette disposition de tuyères biconiques conjuguées, dont il existe depuis fort longtemps des exemples, n'a pas d'effet ici sur la quantité de liquide débité, réglée comme il a été dit plus haut. En particulier le dernier ajutage 19 pourrait être cylindrique, comme il est indiqué en traits mixtes, au lieu de divergent, le dosage du liquide n'en serait pas modifié.
Cet ensemble se prête particulièrement bien à l' applica, tion à un brûleur à huile combustible;le fluide moteur étant de l'air, la gerbe projetée dans la partie réfractaire en 20 est artificiellement enflammée. Il est préférable d'amener à ce point un dernier afflux d'air 21. Les robinets R4 et R5 ou seulement l'un d'eux sont réunisau robinet 18 de façon que, suivant la méthode indiquée plus haut, le débit du liquide varie avec la position des commandes ; si on ouvre le robinet 18, le robinet R4 devra tendre à s'ouvrir et R5à se fermer, comme la fig.l le représente.
La fig.5 représente un montage analogue dans son ensemble sauf sur quelques points qui vont être précisés. Cette figure ne représente pas la conduite générale W mais seulement le départ des tuyauteries qui y aboutissent.
Le mode de réglage du débit de liquide qui a été choisi pour cette figure est celui de la fig.2 avec emploi d'un seul robinet R6 sur le tuyau 6. Ce robinet est en connexion avec
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le robinet 18 qui joue le même rôle que dans la fig.l.
L'arrivée de l'émulsion ne se fait plus toutefoisde la même façon dans cette variante. Le tube d' émulsion 4 est triple, ce qui contribue à former une émulsion plus parfaite.
Ces trois tubes 4' , 4" , 4"' aboutissent dans un ajutage faisant suite au tube 22 venant de la conduite générale W ; leur arrivés dans cet ajutage se fait normalement au sens du courant de fluide venant de 22, dans une petite gorge, ainsi que l'indique la fig.6 , coupe partielle suivant X Y de la fig.5 .
Enfin, on a figuré à titre d'exemple une seconde cuve à niveau constant l' avec chambre de mélange 2' envoyant l'é- mulsion d'un second liquide autour de l'émulseur 17. Dans le cas d'un brûleur à huilc combustible, auquel cas le fluide moteur est de l'air, ce deuxième afflux de liquide serait préférablement de l'eau, favorisant la, combustion de l' huile.
La fig.7 montre un dispositif spécialement approprié à l'amploi de la vapeur cornue fluide moteur. C'est également une disposition convenant à un brûleur à huilc combustible et dons ce cas, l'air comburant peut être amené en partie par l'aspiration produite par une trompe employant une faible quantité de vapeur et le reste par tirage naturel ou bien, en 1'loti,lité, .par tirage naturel.
Une conduite de vapeur Z avec rebinet RZ dont le pro - longement forme letube 5 aboutissant à la chambre de mélange 2, alimente en outre, comme sur la fig.5 un ajutage recevant perpendiculairement letube 4 d'arrivée d'émulsion portant le robinet R4 .La vapour joue le mêmerôle ici que l'air ou le fluide moteur quelconque dans la fig.5.
Suivant le g@nre d'alimentation désiré, ou bien le robi - net 18 s'ouvre simplement sur une embouchure 30 aspirant 7¯' air de l'atmosphère, avec dérivation avant le robinet par le tube 1.6 comme dans les fig.4 et 5 , ou bien il est cn rapport avec la petite trompe fonctionnant par un courant de vapeur prove - nant du tube Z et contrôlé par le robinet R23 qui doit être
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connecté avec R4 et 18 comme représente sur la figure .
Ces troisrobinets doivent s'ouvrir ou se fermer simultané - ment.
Un afflux d'air analogue à celui 21 fig. 4 est préférable - ment employé.
Pour réaliser au-dessus de l'huile, ou de tout autre liquide ne supportait pas le contactde l'eau une pression égale dans la cuve 1 à, celle du fluide moteur, on opère de la façon suivante indiquée aux figures 7 et 8.
Une chambre étanche 24 communique au moyen du tube 26 par sa partie inférieure avec le bas de la chaudière 31 four - nissant la vapeur et dont le niveau d'eau exactement entretenu doit âtre à la même hauteur que le niveau d'huile en 1. Cette chambre, à sa partie supérieure, est munie d'un conduit 25 en forme de siphon aboutissant à la cuve 1 en montrait à une hauteur L plus considérable que la hauteur d'eau correspondant à la pression de la chaudière, de façon que celle-ci, s'exer - çant par le tube 26 , produise une poussée de bas en haut sur la colonne d'air existant dans la chambre 24 et le tube 25.
En cas de fuite du tube 25 , l'eau provenant de la chaudière ne pourrait atteindre la partie haute du siphon et venir se mélanger avec l'huile en 1.
Cette chambre 24 doit avoir une section horizontale très importante par rapport à celle de la cuve 1 de façon que l'air se dissolvant dans l'eau, ou différentes condensations se produisant, ne troublent pas l'effet susdit. La cuve 1 sera étanche dans sa partie supérieure.
La. fig.8 représente une chaudière auxiliaire 27 servant uniquement à alimenter en vapeur le pulvérisateur et la trompe 23 ; elle est constituée par un corps cylindrique vertical portant des tubes également verticaux assurant une circulation intense de l'eau et une vaporisation régulière. Un dispositif tel que 28 assure son niveau constant par l'action d'un flotteur
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actionnant un pointeau, commed'usage dans les alimentateurs automatiques.
Les tubes Z et 26 cent montés en haut et au bas de cette chaudière.
La fig.9 représente une coupe en travers de la chaudière, montrant la disposition des tubes vaporiseurs dans la flamme du brûleur.
Une soupape de sûreté 29 assureune pression constante à la chaudière qui doit avoir une puissance suffisante pour produire un léger excédent de vapeur.
REVENDICATIONS.
1. Un dispositif de dosage et pulvérisation de liquides comportant une cuve à flotteur communiquant avec une chambre de mélange au moyen d'un orifice calibré où passe le liquide à doser et pulvériser, la pression du fluide, moteur s'exerçant sur le niveau du liquide contenu da,ns cette cuve et une près - sion variable s'exerçant dans la chambre au moyen d'un premier tube muni de robinet provenant de l'arrivée du fluide moteur et d'un deuxième tube également muni de robinet évacuant l'é - mulsion produite dans la dite chambre, le dernier tube vcnant affleurerpar sa partie inférieure le niveau du liquide dans la chambre.