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à l'appui d'une demande de BREVET D'INVENTION
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"BRUITEUR POUR COMBUSTIBLE LIQUIDE
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la Société dite t THE MANTLE LAMP COMPANT op AMERICA, 223, Test Jackson Boulevard, CHICAGO, 111., Etats-Unis d'Anérique. Faisant l'objet d'une première demande de 'brevet déposée aux
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Etats-Ums dtAmér3.que y le 19 février 1942 (N 431.568) au nom de MM.R. Baker 'et C.W. Davis, dont la susdite Société est l'ayant- droit.
La présente invention est relative à un système perfectionné de brûleurs pour combustibles liquides du type à pression, dans lequel l'opération de mise en route impliquant le réchauffage nécessaire du générateur du brûleur s'effectue sans se servir d'un chalumeau, ou d'une flamme de démarrage auxiliaire, dans lequel on utilise un système de générateur perfectionné constituant le seul passage du combustible pulvérisé ou -vaporisé au tube de mélange à la fois pour la mise en route et pour la marche courante du brûleur dans lequel on utilise un obturateur de commande unique perfectionné pour commander à la fois la mise en route et la marche courante,
ainsi que d'autres caractéristiques mécaniques facilitant beaucoup la construction économique du brûleur et son fonctionnement efficace. L'invention est applicable en particulier , à différents systèmes d'appareils d'éclairage sous pression du type à manchon incandescent, tels que des lanternes ou des lampes de
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différents types, ainsi qu'à différents types de brûleurs pour combustibles liquides du type pression, tels que des fours, des chalumeaux et des appareils de chauffage en général.
En plus de ce qui précède, l'invention porte sur des dis- positifs permettant de brûler efficacement différents genres de combustibles liquides, à volonté, par exemple par moments de l'essence et à d'autres moments du kérosène, simplement en changeant la quantité d'air fournie au tube de mélange, suivant le genre de combustible à brûler.
Les dispositifs selon l'invention, permettant n'obtenir efficacement l'état de mise en route et de réduire cet état à une courte période de temps, comportent, dans le réservoir du dispoitif, un système mécanique grâce auquel l'air sous pression dans ledit réservoir est utilisé pendant la mise en route pour briser et pulvériser le combustible liquide fourni à ce moment, par l'obturateur, au tube générateur, la pulvérisation étant si efficace que le mélange combustible résultant peut être allumé immédiatement et brûler sans fumer de façon excessmve de façon à chauffer suffisamment le tube générateur très rapidement, même lorsque l'on utilise du kérosène comme combustible de sorte que l'on peut faire tourner l'obturateur pour l'amener à sa position de marche courante très peu de temps après avoir mis en routs la combustion du combustible.
Les avantages ci-dessus indiqués constituent les buts de l'in- vention, lesquels, ainsi que les dispositifs mécaniques mis en âeu et leur mode de fonctionnement, seront mieux compris en se référant aux dessins ci-joints qui représentent une forme préférée de réa- lisation de l'invention appliquée à une lanterne du type à manchon incandescent et dans lesquels :
La figure 1 est une vue de la lanterne en élévation verticale, partiellement en coupe par le centre suivant le plan des tubes à air utilisés.
La figure 2 est une coupe horizontale de cette lanterne, faite suivant la ligne 2-2 de la figure 1.
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La-figure 3 est une coupe verticale par le centre, faite perpendiculairement au plan de là figure l.
La figure 4 représente le système d'obturateur utilisé, en coupe verticale par le centre, correspondant à celle de la figure 3 mais à plus grande échelle et l'on voit aussi sur cette figure, en coupe -verticale par le centre, les dispositifs utilisés pour amener lê combustible à l'obturateur pour les état:de mise en route et de marohe courante.
La figure 5 est une coupe verticale par le centre, à plus grande échelle, par la partie supérieure du tube ou chambre de mélange, correspondant à la figure 3, et montre également, en coupe -verticale par le centre, le tube générateur de la lanterne-
La figure 6 est une coupe verticale par le centre des pièces visibles sur la figure 5, prise auivant la ligne 5-6 de cette dernière figure et
La figure 7 représente à plus grande échelle un détail des dispositifs utilisés pour modifier la lanterne de l'état permettant d'utiliser un combustilbe liquide relativement lourd à l'état permettant d'utiliser un combustible liquide relative.. ment léger et inversement, cette vue étant prise suivant la ligne 7-7 de la figure l.
Comme on le voit sur la figure 1, la lanterne comporte un réservoir métallique 10 à partir de la paroi supérieure duquel monte au centre l'obturateur 11 entouré par un manchon en tôle 12 supportant la plaque de base 13 de la lanterne en position horizontale, plaque qui est maintenue en place par une vis ou boulon 14 traversant au oentre la plaque de base et pénétrant dans le bottier de l'obturateur 11. La plaque de base 13 comporte une bride marginale relevée 13a formant siège pour l'extrémité inférieure de la cheminée 15 de la lanterne.
Sur la plaque de base 13 sont rigidement fixées les extrémités inférieures de deux tubes à air 16 et l7 qui débouchent librement à travers la plaque de base sauf que le tube à air 17 comporte à son extrémité inférieure, comme on le voit plus nettement sur la figure 7, un volet 18 pivotant
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en 19 sur la plaque de base 13 en dessous de celle-ci et comportant de préférence une oreille en saillie 18a au moyen de laquelle on peut faire tourner le volet pour l'amener en position de fermeture de l'extrémité inférieure du tube à air 17 ou inversement en position d'ouverture de l'extrémité inférieure de ce tube,
l'état de fermeture du tube 17 étant celui qui est utilisé lorsque la lanterne doit fonctionner avec un combustible liquide relativement léger tel que l'essence et l'état ouvert étant celui utilisé lorsque l'on utilise la lanterne avec du combustible liquide relativement lourds, tel que du kérosène.
Les extrémités supérieures des tubes à air 16 et 17 sont incurvées de façon à venir horizontalement l'une vers l'autre et, de préférence, de telle sorte que leurs extrémités supérieures aient un axe horizontal commun, ces extrémités étant fixées dans cette position sur un bloc métallique 20, par exemple par brasure.
Un étrier en tôle 21 est ajouré à ses extrémités inférieures de façon à recevoir les extrémités supérieures des tubes à air 16 et 17, la distance entre les cotés de l'étrier étant égale à la largeur du bloc 20. L'étrier est rigidement fixé dans sa position au-dessus du bloc 20 grâce à ce que ses extrémités inférieures sont fixées aux extrémités supérieures des tubes 16 et 17 et au bloc 20, par exemple par brasure. La partie horizontale supérieure de l'étrier 21 est suffisamment écartée du dessus du bloc 20 pour que l'on puisse facilement introduire la tuyère 22 dans le bloc 20 et l'enlever de celui-ci pour le montage et le démontage.
Sur la partie horizontale supérieure de l'étrier 21, est rigidement fixée une Via montante 23 traversant des chapeaux annulaires intérieur et extérieur 24 et 25, servant à supporter rigidement ces chapeaux et à les maintenir en place par rapport au bâti mécanique de la lanterne au moyen d'un écrou 26, se vissant sur la vis 23, au-dessus du chat peau 25.De préférence, lea chapeaux 24 et 25 sont rigidement fixés l'un à l'autre, par exemple par brasure ou soudure, de façon à constituer une seule pièce.
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Le chapeau. intérieur et inférieur 24 est cylindrique et perforé dans sa partie supérieure de façon à permettre aux gaz de la oombustion de sortir facilement et, en dessous, il va en s'évasant coniquement vers l'extérieur et vers le bas; il comporte en 24a un siège annulaire servant à recevoir l'extrémité supérieure de la cheminée 15;
il se prolonge vers le bas et vers l'extérieur au delà de l'extrémité supérieure de la cheminée de façon à constituer pour celle-oi un écran 24b de protection contre les intempéries. Le chapeau exterieur 25 est de forme générale sphérique et descend -vers l'extérieur depuis l'extrémité supérieure de la pièce 24 de façon à constituer pour la partie supérieure perforée-de celle-ci un écran annulaire de protection contre les intempéries.
Comme on le voit sur la figure 1, le bloc métallique 20 est fixé, par exemple par vissage et brasure, à l'extrémité supérieure d'une chambre ou tube de mélange vertical 27 qui, de préférence, a sensiblement même axe que la cheminée 15. L'extrémité inférieure du tube mélangeur 27 est de préférence filetée de façon à venir en prise avec un porte manchon 28 contenant une toile de brûleur, non représentée. Ce support, à son tour, porte un manchon à incandescence 29 ayant même axe que le tube 27 de sorte que le mélange ombustibule amené au tube 27 est projeté au. centre de celui-ci et vers le bas dans la partie centrale du manchon 29.
Comme on le voit sur la figure 2, la plaque de base 13 comporte des perforations 13b servant à fournir de l'air extérieur au manchon 29 afin d'aider à brûle complètement le mélange combustible, cette plaque de base étant également pourvue d'une ouverture 18c facilitant l'introduction d'une allumette ou d'une bougie allumée afin d'enflammer le combustible sur la manchon 29 au commencement de la mise en route.
Comme on le voit sur la figure 3, le réservoir 10 comporte une partie aplatie inclinée 10a sur sa paroi latérale, juste en dessous du dessus du réservoir, de façon à porter une douille filetée 30, en saillie vers l'extérieur, dans l'alésage duquel s'adapte à glissement la surface ext eieure du cylindre d'une pompe à air 31. compor-
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tant à son extrémité extérieure cha bride en saillie extérieurement sur laquelle vient en prise un collier à bride 32, taraudé et se -vissant sur le filetage de la douille 30.
La bride d'extrémité du cylindre de pompe a sensiblement le même diamètre extérieur que la partie filetée de la douille 30 et elle est filetée de façon correspondante de façon à permettre au collier 32 de passer au delà de cette bride pour venir dans la position représentée sur la figure 3, les filets intérieurs du collier 32 étant enlevés de sorte que, lorsque le collier est dans la position représentée sur la figure 3, il peut tourner librement par rapport au cylindre de la pompe en fixant celle-ci dans le réservoir.
Une garniture annulaire appropriée est de préférence utilisée entre la bride du cylindre et l'extrémité de la douille 30 de façon à constituer en cet endroit un joint hermétique. Le collier 32 comporte un alésage central dans lequel s'ajuste à glissement la tige 31a du piston ce qui fait que le collier 32 constitue la paroi d'extrémité extérieure du cylindre de pompe et également un ohapeau de fermeture pour la douille 30 dont l'alésage constitue l'ouverture de remplissage du réservoir 10. Comme on le voit aux la figure 1, le réservoir 10 comporte de préférence un robinet d'échappement 10b de n'importe quel type connu de manière à supprimer la pression de l'air contenu dans le réservoir lorsque l'on cesse d'utiliser la lanterne .
Comme on le voit également sur la figure 3, le bord inférieur de la partie de chapeau 24b comporte des perforations se faisant face, servant à recevoir lea extrémités inférieures recourbées d'une anse 33, lesquelles sont faites de façon à coopérer avec la partie de chapeau 24b afin d'empêcher que l'anse se dégage du chapeau. lorsque cette anse est dans sa position où elle porte la lanterne.
Comme on le voit sur la figure 3,le boîtier de l'obturateur 11f comporte une branche tubulaire montante lla, passant à travers une ouverture appropriée de la plaque de base 13, dont l'extrémité supérieure filetée est en prise dans un collier 34 portant le tube
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générateur 35 et reliant celui-ci au prolongement 11a,de façon à maintenir la tuyère 22 en place dans le blob 20.
L'obturateur comporte une tige 36 et, en faisant tourner celle-ci, on obtient pendant un temps désiré, l'état de mise en route de la lanterne et, en continuant à la faire tourner, on obtient l'état de marche courante de la lanterne, comme on le verra ci-dessous*
Comme on le voit sur la figure 4, le bottier de l' obturateur 11 comporte une partie faisant saillie vers le bas dans le réservoir 10 et maintenue en place grâce à ce qu'elle oompotre un filetage en prise dans un taraudage d'un collier 37 rigidement fixé, par exemple par brasure, sur le réservoir, la tête de ce collier étant dans une cavité du réservoir prévue à cet effet.
A l'intérieur du réservoir 10, le bottier porte en position verticale deux tubes 38 et 39, le tube 38 étant utilisé pour fournir du combustible pulvérisé et de l'air, en provenance du réservoir, à l'obturateur pendant la mise en route de la lanterne tandis que le tube 39 sert à fournir uniquement da combustible à l'obturateur pendant la marche courante de la. lanterne. Les tubes 38 et 39 sont rigidement fixés au bottier de l'obturateur grâce à ce que leurs extrémités supérieures pénètrent dans des alésages appropriés du bottier et qu'ils sont rigidement fixée dans cette position, par exemple par brasure.
Le tube 39 est de plus petit diamètre que le tube 38 et est ouvert sur toute sa longueur de sorte qu'il peut recevoir du combustible liquide du voisinage du fond du réservoir 10, Le tube 38 est garni de matière fibreuse 40 de n'importe quel genre exerçant une action capillaire sur le combustible liquide de sorte que le liquide entrant librement par l'extrémité inférieure ouverte du tube 38, du voisinage du fond du réservoir 10, peut mouiller complètement la matière de remplissage, même lorsque le combustible se trouvant dans le réservoir est presque épuisé. On peut utiliser pour remplir le tube 38 de la.
fibre de coton, de la fibre de laine ou toute matière fibreuse ayant une action capillaire très élevée, la seule condition étant que la matière de remplissage ne soit pas
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si fortement bourrée dans le tube 38 qu'elle empêche l'air de passer dans cette matière de remplissage sous l'action de la pression produite dans le réservoir 10 par la pompe à main 31.
Le tube 38 comporte à son extrémité supérieure une toile 38a et ce tube est entouré d'un second tube 41 dont l'alésage est un peu plus grand que le diamètre extérieur du tube 38 de façon à former un espace pour-l'air entre les tubes 41 et 38,les extrémités du tube 41 sont repoussées vers l'intérieur de façon à venir porter wur le tube 38 afin de maintenir entre les deux tubes un espace contenant de l'air et le tube 41 est maintenu en place, de préférence par braure de ses extrémités sur le tube 38.
Le tube extérieur 41 comporte une ouverture d'admission d'air 42 au-dessus du niveau le plus élevé 43 atteint par le combustible liquide dans le réservoir 10 et le tube 38 est muni d'une ouverture 43 pour le passage de l'air, juste au-dessus de l'extrémité inférieure du tube 1. faisant communiquer librement l'espace à air compris entre les tubes 38 et 41 avec l'intérieur du tube 38.
Comme on le voit sur la figure 4, le boîtier de l'obturateur 11 comporte un alésage horizontal 45 contenant un premier élément d'obturateur 46 dont le diamètre extérieur est un peu plus petit que l'alésage 45 de façon à permettre au mlange combustible de passer ehtre l'élément 46 et l'alésage 45 pour aller à un passage de sortie 47 situé:
., dans le prolongement 11a, lorsque la lanterne fonctionne pour la mise en route de la lanterne et à permettre, de façon correspondante, au combustible liquide d'aller au passage 47 et de passer dans celui-ci lorsque la lanterne est en marche courante', L'extrémité intérieure de l'élément 46 est conique de façon à venir en prise avec un premier siège 48 existant dans le bottier de l'obturateur de façon à commander l'écoulement du liquide combustible depuis un passage 49 du boîtier, communiquant
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avec l'extrémité supérieure de l'intérieur du tube 38.
L'autre extrémitéde l'élément 46 est filetée de façon à venir en prise avec un taraudage de l'alésage 45 du boîtier de sorte qu'en faisant tourner l'élément 46, on le rapproche ou on l'écarte à volonté de son siège 48. L'élément 46 porte un deuxième élément d'obturateur 50 dont l'extrémité conique vient en prise sur un deuxième siège 51 prévu dans le bottier de l'obturateur de telle sorte que ce second élément 50 commande l'écoulement du combustible liquide depuis un passage 52 communiquant librement avec l'extrémité supérieure du tube 39,par l'espace entourant le second élément 50 pour arriver au passage 47 pour la marche courante de la lanterne.
L'élément 50 s'ajuste à glissement dans Isolément 46 et porte à son 'extrémité intérieure une bride dirigée vers l'extérieur, s'ajustant à glissement dans l'alpage 46a de l'élément 46 et, dans cet alésage, l'extrémité à bride de l'élément 50 porte sur une bille antifriction 54 sur laquelle, à ron tour, porte une extrémité d'un ressort 55 contenu dans cet alésage- L'extrémité de d'alésage 46A contient une douille 56 qui s'ajuste dans cet alésage et s'ajuste également à glissement sur l'élément 50. La douille 56 est rainurée extérieurement en 56a de façon à recevoir l'extrémité comprimée de l'élément 46 de façon à maintenir cette douille en place.
Le ressort 55 est maintenu à l'état comprimé par l'extrémité intérieure de l'alésage 46a, la tension du ressort étant suffisante pour maintenir de façon positive l'élément 50 contre son siège 51 lorsque l'élément 46 est écarté à une petite distance de son siège 48 mais pas suffisamment pour que la bride 53 soit en prise sur la douille 56. Le boîtier de l'obturateur est fermé autour de la tige 36 par un collier taraudé 57 et une bague d'élan- chéité 58, à la façon habituelle.
Par suite du mode de construction ci-dessus décrit de l'obturateur, une fois que le combustible liquide a été placé dans le réservoir 10 à une hauteur quelconque en dessous du niveau
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le plus élevé admissible 43 et lorsque l'on a établi dans le réservoir la pression d'air voulue au-dessus du combustible liquida par action de la pompe à main 31, on réalise l'état de mise en route de la lanterne en faisant tourner la tige 36 dans une mesure suffisante pour écarter l'élément 46 de son siège 48 de la quantité voulue pour permettre au combustible pulvérisé et à l'air de s'écouler librement vers le passage 47 et, de là, vers le tube générateur 350 Dans cette position de 1'obturateur, de l'air sous pression descend par l'ouverture 42, passe autour du tube 38, entre le tube 38 et le tube 41,
dans le tube 38 par l'ouverture inférieure 44 et remonte alois à travers la matière fibreuse contenue dans le tube 38, matière qui est alors mouillée par le combustible liquide. Ceci divise l'air qui monte dans le tube 38 et, dans sa montée à travers la matière fibreuse, l'air entraine de petites particules de combustible liquide de façon à pulvériser le combustible liquide et à l'entraîner à l'état mélangé à l'air par le passage 49 et autour de l'élément 46, jusqu'au passage de sprtie 47, qui l'amène au tube générateur 35.
D'une façon qui sera décrite ci-dessous, le mélange combustible arrive au manchon 29 dans un état lui permettant de brûler; il s'allume dans le manchon et, en très -.eu de temps, il chauffe suffisamment le générateur 35 par suite du voisinage du manchon - 29 pour permettre d'envoyer du combustible liquide au générateur au lieu du mélange d'air et de combustible pulvérisé* Pour effectuer ce changement, on fait tourner la tige 36 de façon à la déplacer vers l'extérieur ce qui écarte davantage l'élément 46 de son siège 48 et fait mettre en prise la bride 53 sur la douille 56;
en continuant à faire tourner la tige 36, l'élément 50 s'écarte de son siège ce qui permet au combustible liquide de s'écouler sans aucun obstacle par le tube 39, le passage 52, autour de l'élément 50, autour de l'élément 46, pour arriver au passage de sortie 47, et ainsi au générateur 35.
Dans cet état de l'obturateur, quoique
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le trajet allant de l'intérieur du réservoir par le tube 38 et le passage 49 au passage de sortie 47 soit toujours ouvert et dans le même état où. il était pendant la mise en route de la lanterne, de l'air ne sort plus du réservoir car la chute de pression dans le tube à combustible ouvert 39 est sensiblement zéro et il en résulte que sensiblement la même pression s'exerce sur l'extrémité supérieure du passage 49 que sur l'ouverture 42 ce qui arrête, comme si cela avait lieu de façon effective, l'écoulement de l'air hors du réservoir comme cela serait le cas si l'on utilisait un obturateur pour fermer de façon positive le passage 49,De cette façon, à l'aide d'un obturateur relativement simple, l'air sous pression contenu dans le réservoir,
est utilisé pendant l'état de mise en route de,la lanterne pour fournir l'air nécessaire pour faire le mélange combustible servant à la mise en route de la lanterne et au chauffage du générateur et le même obturateur, à l'aide d'une simple tige tournante, sert à établir l'état de marche courante de la lanterne pendant lequel du combustible est fourni tel quel au tube générateur par la pression d'air qui règne dans le réservoir 10, sans toutefois qu'un écoulement d'air appréciable venant du réservoir aille à l'obturateur et le traverse.
Il est important que la longueur de parcours de l'air dans la matière fibreuse 40, déterminée par la position verticale de l'ouverture 44, le diamètre intérieur du tube 38, la nature de la matière 40 et le degré de bourrage de celle-ci, soit choisie de façon à donner un degré de pulvérisation de combustible tel que la flamme de mise en route dans le manchon ne soit ni trop riche ni trop pauvre;, en effet si la pulvérisation est trop grande, on obtient un mélange riche et une flamme fumeuse qui ne conviennent pas pour la mise en route et si la pulvérisation est trop faible on a un mélange pauvre difficile ou impossible à allumer.
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Les dispositif de pulvérisation ou de carburation représentés aur la figure 4 comme moyens servant à la mise en route d'une lanterne à pression sont également applicables comme moyens servant à fournir en partant d'un combustible liquide, un mélange pulvérisé ou carburé à n'importe quel dispositif, brûlant des combustibles liquides, par exemple des fours, des chalumeaux et dispositifs analogues.
Comme on le voit sur la figure 5, le tube générate ur 35 comporte de préférence, mais non nécessairement, une partie inférieure 35a et une partie supérieure 35b de diamètre relativement faible, l'extrémité inférieure de la partie 35b pénétrant dans l'extrémité supérieure do la partie inférieure 35a et étant fixée de façon hermétique sur cette dernière après serrage de l'extrémité supérieure de la partie inférieure autour de l'autre, par exemple en brasant les pièces l'une sur l'autre.
La partie inférieure 35a est garnie ou remplie de matière afin d'empêcher les à-coups de mélange combustible fourni au manchon, cette matière de garnissage ou de remplissage étant de préférence d'une nature comportant de longs filaments de très petit diamètre, ces filaments s'étendant de préférence sur toute la longueur de la matière de remplissage et étant d'une nature telle qu'ils ne se brisent pas facilement en donnant de petits morceaux de matière distincte. Cette matière de remplissage peut de façon avantageuse consister en filaments de verre de très petit diamètre, un grand nombre de ces filaments étant utilisé à l'état tordu de façon à former un fil ou non, comme on le préfère, une quantité suffisante de ces filaments étant utilisée pour remplir de façon appropriée la partie 35a.
Le remplissage indiqué ci-dessus présente l'avantage que chacun de ces filaments peut être continu d'un bout à l'autre de la matière et qu'il est suffisamment flexible et pliable de sorte qu'il ne se brise pas facilement en donnant de petits morceaux de matières pouvant passer, par le tube générateur, a la tuyère portée par lui et
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boucher l'ouverture de sortie de cette tuyère. Cette matière de remplissage présente encore l'avantage que la surface des filaments est lisse et ne présente qu'un minimum de facilité pour le dépôt de particules de carbone formées par la vaporisation et la distillation du combustible et tenant en prise et se déposant sur la matière de remplissage.
En même temps, cette matière sert d'agent filtrant efficace pour les particules relativement grandes de matière étrangère qui peuvent être entraînées par le liquide combustible, ce qui empêche qu'elles passent jusqu'à la tuyère, sans gêner le passage dans le tube générateur de particules minuscules et infinitésimales de carbone produites dans la valorisation du combustible d'où. il résulte que ces particules, n'ayant pas le moyen de se déposer ou de s'accumuler, s'en vont à l'état séparé à la tuyère et à travers celle-ci sans -la boucher.
La partie 35b du générateur ne présente aucune obstruction et permet le libre écoulement du combustible à travers elle pendant le fonctionnement de la lanterne. Au commencement de cet écoulement et pendant la mise en route de la lanterne, lecombustible liquide passant dans la partie 35b est finement pulvérisé et mélangé à l'air de sorte que, lorsqu'il arrive de la tuyère',au manchon, le mélange est dans un état lui permettant de brûler, et la combustion du combustible commence immédiatement dans le manchon du fait que le générateur est voisin du manchon, le générateur est rapidement chauffé de sorte qu'en un temps remarquablement court,
le générateur est suffisamment chaud pour commencer la vaporisation des particules pulvérisées de combustible ce qui se continue jusqu'à ce que la chaleur du générateur soit suffi- sante pour vaporiser le liquide combustible s'il lui arrive à l'état liquide et sans pulvérisation comme cela se fait pendant la marche courante de la lanterne-
L'extrémité supérieure de la, partie 35b est recourbée pour venir de la position verticale à la position horizontale suivant laquelle elle vient en prise et est rigidement fixée, par exemple
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par brasure, sur l'extrémité supérieure de la tuyère 22.
la surface extérieure de celle-ci est cylindrique et elle comporte un alésage axial et longitudinal 22a dont l'axe est cnaintenu en position 'verticale par un tube de guidage et de support 59 porté par le bloc :il. L'alésage 22a est fermé à son extrémité supérieure et Bon extraite inférieure est taraudée de façon à recevoir le bec 22b de tuyère, fileté de façon correspondante et muai à son extrémité inférieure d'une ouverture de sortie minuscule 22c communiquant avec l'alésage 22a et ayant même axe que la tuyère
22.
La tuyère 32 s'ajuste dans le tube de support 59 dans lequel elle peut se déplacer librement dans le sens vertical de façon à faciliter le montage du générateur 35 et à faciliter le rempla- cement de celui-ci lorsque et si cela'est désirable.
Comme on le voit sur les figures 5 et 6, le bloc 20 comporte un alésage axial central 20a de sensiblement plus grand dia- mètre que le diamètre extérieur du tube 59 lequel a même axe que cet alésage. L'alésage 20a est fermé à sa partie supé- rieure et le tube 59 est meintenu dans cet alésage du fait qu'il be visse dans la paroi supérieure du bloc 20, cette liaison pouvant être assujettie davantage si on le désire, par exemple, par brasure, Les tubes à air 16 et 17 débouchant dans des cotés opposés de l'alésage 20a, au-dessus de l'extrémité inférieure du tube 59 d'où il résulte que l'écoulement rapide de la buée ou de la vapeur de combustible suivant le cas, descendant du t un effet d'aspiration sur l'air amené dans l'alésage 20a bec 22b de tuyère et dans l'axe de l'alésage 20a/par les tubes à air 16 et 17;
cet effet d'aspiration ou de bunsen est déter- miné et rég lé exactement par l'emplacement de l'extrémité in- férieure du tube 59 par rapport aux extrémités de sortie des tubes à air 16 et 17, Il arrive fréquemment dans la fabrication des dispositifs del que les générateurs 35, qu'il est difficile de les fabriquer exactement, à tous points de vue,
de façon semblable les uns les autres et le mode de montage de la tuyère 22 dans le tube 59 tel qu'on vient de la décrire permet d'avoir des inexactitudes avec des tolérances raisonnables dans
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l'emplacement de la tuyère 22 par rapport à l'extrémité inférieure du générateur 55 car le bec 22b de la tuyère peut avoir'une position 'verticale quelconque dans le tube 59 tant que le bec 22b ne fait pas saillie en dessousdu tube 59 et pour l'une quelconque de ces positions l'effet d'aspiration efficace et optimum de la sortie de vapeur combustible sur l'air qui arrive par les tubes 16-et 17 se trouve maintenu.
L'extrémité inférieure de l'alésage 20a est taraudée de façon à recevoir un filetage correspondant de l'extrémité supé- 'rieure du tube mélangeur 27 et, de cette façon, le tube mélangeur 27 et le manchon 29 sont portés en ayant le même axe que l'alésage 20a d'où. il résulte que le courant de combustible pulvérisé ou vaporisé suivant le cas, sortant de l'ouverture 22c, est maintenu, centralement dans le tube mélangeur 27 et arrive centra- ,lement dans le manchon 29 sans qu'il y ait de contact ou avec un faible contact entre ce courant de combustible et la paroi intérieure du tube mélangeur 27 lequel est relativement court de façon à faciliter ce résultat;
celui-ci est également facilité en faisant l'ouverture 22c du bec de la tuyère de façon que le courant de combustible pulvérisé ou vaporisé sortant de cette ouverture ne s'étale ou ne diverge que faiblement lorsqu'il descend dans le tube mélangeur 27.
Bien que le générateur selon l'invention ne soit pas limité à des dimensions particulières, on a constaté qu'un mode de construction pratique donnait de bons résultats 1ons que la partie 35a du générateur est un tube de laiton ayant un diamètre extérieur d'environ 4mm et une épaisseur de paroi d'environ 0,4mm et dans lequel là partie 35b est un tube de laiton ayant un diamètre intérieur d'environ 1,6 mm et une épaisseur de paroi d'environ 0,4mm, l'ouverture de sortie 22c de ce mode de construction n'ayant que quelques dixièmes de mm de diamètre, par exemple de 0,15 à 0,2 mm.
Il est bon que les deux parties du générateur soient faites en une matière à conductibilité calorifique élevée
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telle que du laiton et, avec le mode de construction décrit, au moment où de la chaleur est produite sur le manchon 29 par lacombustion initiale du combustible, le générateur se chauffe très rapidement de sorte qu'en quelques secondes, la vaporisation du combustible commence dans le générateur et que, par exemple, en 40 secondes à partir du commencement de la combustion, avec du kérosène comme combustible, le générateur est suffisamment chauffé pour vaporiser convenablement le combustible liquide en vue d'assurer la marche courante de la lanterne ; le temps de mise en route est beaucoup moindre lors- que l'on utilise de l'essence comme combustible.
On a constaté qu'avec un générateur construit de la façon indiquée, il n'est pas nécessaire d'utiliser de dispositifs pour nettoyer l'ouver- ture 22c de la tuyère malgré sa dimension minuscule. Ceci peut s'expliquer par le faible diamètre de la partie 35b du généra- teur et la vitesse élevée correspondante d'écoulement dans ce tube du combustible vaporisé ; cette vitesse est maintenue dans l'alésage 22a et dans le bec 22b de la tuyère, ce qui ne donne que peu de facilités, si même il y en a, pour que des impuretés ou des particules de carbone minuscules se logent dans le bec du brûleur et bouchent celui-ci.
Une lanterne fabriquée de la façon indiquée a fonctionné à l'essence de façon continue pendant plus de 1800 heures sans qu'il y ait bouchage du tube générateur ou de l'ouverture de la tuyère-
Une autre caractéristique importante est que la partie; supérieure du générateur, dans laquelle la distillation destruc- tive du combustible se produit, et de là jusqu'à la tuyère, soit très fortement chauffée et l'on a constaté que cela empêchait 1'accumulation dans le générateur de masses de carbone nuisible.
La petite surface exposée des tubes du générateur maintient très chaude la partie supérieure du générateur ce qui contribue sensiblement à donner l'action de générateur efficace ci-dessus indiquée.
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On remarquera en outre que le courant de combustible pulvérisé ou.vaporisé sortant de la, tuyère 22b est projeté dans l'axe du tube mélangeur 27 et sans changement de direction d'aucune sorte de sorte que toute l'énergie cinétique du courant de combustible est disponible pour projeter le combustible pulvérisé ou vaporisé dans le manchon 29 ce qui évite un contact appréciable du combustible pulvérisé ou vaporisé avec des surfaces métalliques du dispositif et évite par suite un dépôt appréciable de particules de combustible pulvérisé et la condensation du combustible vaporisé sur ces surfaces ce qui ferait que le combustible déposé goutterait de ces surfaces.
En d'autres termes, la lanterne en fonctionnement ne donne pas lieu. à dépôt, condensation et gouttage sensible et nuisible de combustible.
Le générateur, la tuyère et les dispositifs mélangeurs représentés sur les figures 5 et 6 peuvent être utilisés avantageusement, en tout ou partie, de façon générale avec des dispositifs brûlant du combustible liquide, que ce soit pour l'éclairage ou non et en particulier lorsqu'il est à souhaiter d'éviter le bouchage et les à-coups et lorsque l'utilisation de dispositifs de réchauffage extérieurs ne sont pas à souhaiter-
Au sujet du fonctionnement de la lanterne que l'on vient de décrire, certaines considérations importantes sont les suivan-. tes :
Dans une lanterne sous pression utilisant du kérosène comme combustible, il est nécessaire de réchauffer le générateur à une'température plus élevée que celle qui est requise pour un combustible plus volatil tel que l'essence. Il est par suite à souhaiter; lorsque l'on utilise du kérosène, de réduire à un minimum le poids de métal qui doit être chauffé dans le générateur de façon à réduire autuntque possible le temps nécessaire pour réchauffer le générateur.
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On a constaté qu'il était très avantageux d'utiliser un générateur comportant deux jeux de tubes de dimension et de poids différents, la plus grande dimension, à l'extrémité inférieure, permettant d'y loger une matière de garnissage empêchant les à-coups pendant le fonctionnement de la lanterne et la plus petite dimension à l'extrémité supérieure.
La partie supérieure, petite, du générateur a un volume interne fortement réduit par unité de longueur et, en conséquence, la -vitesse de déplacement dans celle-ci du combustible vaporisé est augmentée de façon correspondante. Des essais pratiques ont montré que, lorsque le générateur comporte une partie supérieure faite d'un très petit tube, cette petite partie peut être réchauffée en peu de temps et que le dépôt de carbone produit por la distillation destructive du combustible pendant la vaporisation est fortement réduit et qu'un générateur de ce type a une beaucoup plus gnande durée de service que des générateurs de plus grand diamètre.
La vaporisation de liquide combustible par des générateurs du genre en question s'accompagnent toujours dans une certaine mesure d'une distillation destructive du combustible et d'une formation correspondante de particules de carbone libre.
Au moment où elles se forment, ces particules sont extrêmement minuscules, mais en présence d'un état ou d'un mode de construotion favorable, elles s'agglomèrent rapidement pour former des masses appréciables et de dimension sensible, qui bouchent rapidement tous les filtres ou tamis utilisés, ainsi que les ouvertures de sortie des tuyères.
Gâce à l'invention, au lieu d'essayer de remédier à ces masses de carbone agglomérées après leur formation, on empêche toute agglomération appréciable des particules minuscules de carbone en chauffant fortement le générateur de faible section transversale et l'on pense, ce qui est
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également important, que l'on produit de la façon indiquée, ' dans la partie du générateur où se produit la plus grande partie sinon la totalité de la distillation destructive, une vitesse extrêmement élevée d'écoulement des gaz de la volatilisation, telle qu'au, moment où les particules minuscules de carbone se forment, elles sont prises et entraînées telles quelles par le courant de gaz jusque dans la tuyère et son ouverture de sortie,
sans avoir la possibilité de s'agglomérer en grande masseImmédiatement après être sorties de la tuyère, les particules minuscules de carbone sont intimement mélangées à l'air dans le tube mélangeur et sont ainsi amenées au manchon à l'état idéal pour donner une combustion efficace et uniforme-
Lorsque l'on utilise du kérosène comme combustible dans ce type de lanterne à pression, 1'orifice de sortie de la tuyère du générateur doit être placée correctement par rapport aux tubes d'amenée d'air et au tube mélangeur de façon à assurer une admission suffisante d'air libre pour assurer la combustion convenable du kérosène constituant le combustible et contenant une quantité relativement élevée d'unités calorifiques;
il estnécessaire de produire un mélange combustible dont la flamme se propage correctement- et a, en conséquence, une dimension voulue pour assurer un chauffage uniforme du manchon et le porter à l'incandescence également de façon uniforme. Lorsque l'on utilise de l'essence dans la lanterne sans changer la tuyère du générateur, les tubes d'amenée d'air et le tube mélangeur et leur disposition les uns par rapport aux autres, la propagation de la flamme du mélange d'essence est plus rapide car il y a moins d'unités de dlaleur dans ce combustible et, en conséquence, la flamme est de nature plus oxydante et est plus courte et ne .chauffe pas convenablement le même manchon.
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Pour remédier à la difficulté que l'on vient d'indiquer et pour rendre la même lanterne également efficace avec les deux types de combustible, on a constaté que l'on peut utiliser un volet pour fermer l'extrémité d'admission de l'un des tubes d'amenée d'air et que, lorsque ce tube est fermé, l'admission d'air dans le tube mélangeur est réduite dans une mesure diminuant la propagation de le flamme et rétablissant une flamme ayant le caractère et la dimension nécessaire pour porter à l'incandescence de façon convenable le manchon avec le combustible plus léger, sans nuire à l'efficacité de la lanterne lorsqu'elle fonctionne avec le combustible plus lourd lorsque le volet est ouvert.
De façon à maintenir l'action de mélange., correcte de combustible et d'air, on a prévu une douille, avec extrémité inférieure ouverte, au voisinage des extrémités de sortie des tubes d'amenée d'air et du tube mélangeur et on a placé l'orifice de sortie de la tuyère du générateur dan cette douille. On a constaté que lorsque l'extrémité inférieure ouverte de cette douille est placée dans une position optimum déterminée, la position de l'orifice de sortie de la tuyère peut varier dans les limites de la douille sans affecter de façon appréciable cette action de mélange. Cette douille permet par suite d'utiliser des générateurs de longueurs légèrement différentes sans modifier l'action de mélange tant que l'orifice de sortie est dans la douille fixe.
Ceci remédie de'façon commode à de petites différences dans les longueurs des générateurs, provenant en général de la fabrication; il remédie aussi à la nécessité de l'exactitude dans le montage des générateurs dans la lanterne et fait que le montage et le remplacement des générateurs est une opération simple,qui peut être faite rapidement et convenablement par des personnes non qualifiées.
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Une partie importante de l'invention est constituepar des moyens permettant d'utiliser un combustible liquide relativement non volatil tel que le kérosène (pétrole), produisant une flamme de réchauffage appropriée servant à chauffer le générateur d'une lanterne du genre en question. Le problème à résoudre nécessitait des moyens servant à produire un mélange de kérosène pulvérisé et d'air ayant la richesse désirée et la fourniture de ce mélange à un brûleur, sans changement dans l'état de pulvérisation ou de fine division du constituant combustible.
On connaît beaucoup de dispositifs fournissant de façon satisfaisante un mélange carburé d'un combustible liquide et d'air servant à réchauffer le générateur d'une lanterne, lorsque le combustible liquide utilisé est relativement volatil, par exemple de 1'essence.
En général, dan s cette dernière classe de dispositifs de réchauffage, l'air provenant de la partie supérieure du réservoir de la lanterne est mélangé dans le réservoir à une très faible quantité d'essence de façon à produire un mélange carburé à partir d'essence facilement volatile;
ce mélange est un mélange sensiblement stable de gaz combustible qui, lorsqu'il sort d'une tuyère, peut passer dans des tubes froids et, 'si on le désire, changer de direction dans ces tubes sensque la vapeur combustible se condense sur les parois des tubes froids, le bon fonctionnement de ce type d'appareils de réchauffage dépendant presqu'entièrement de la volatilité élevée du combustible-
Selon la présente invention, il est prévu des moyens servant à produire un mélange d'air et de combustible qui consiste en des dispositifs amenant l'ait de la partie supérieure d'un réservoir de lanterne (au-dessus du niveau du combustible)
dans une mèche chargée de kérosène du fait de sa capillarité et permettant à cet air de passer dans une longueur déterminée de cette mèche de façon à pulvériser une partie du kérosène et produire un mélange combustible qui, lorsqu'il sort d'un orifice de tuyère,
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est dirigé vers un -tamis de brQleur sans avoir ou en n'ayant que peu de contact avec les parois de la tubulure, de façon à fournir ainsi au brûleur un mélange combustible afin de donner une flamme de réchauffage'
Une partie critique de l'invention est constituée par une mèche ayant la densité et la capillarité désirées et par la longueur de passage de l'air dans la mèche chargée de kérosène.
Lorsque cette distance est trop longue, le mélange produit est trop riche en combustible et la flamme de réchauffage qu'il donne est très fumeuse et ne convient pas pour le réchauffage du générateur; d'autre part, si la longueur de passage de l'air dans la mèche est trop courte, le mélange combustible est trop pauvre et il est très difficile, sinon impossible de l'allumer sur le brûleur.
Dans une forme de réalisation pratique, donnée à titre d'exemple, de dispositifs carburateurs de mise en route, on a utilisé, pour le tube 38, un tube de laiton ayant un diamètre extérieur de 6,3 mm et un dianètre intérieur de 5,6mm et une longueur lui permettant d'atteindre presque le fond du réservoir 10; la matière de remplissage 40 consistait en 20 brins de fil de coton doublé 8/8 introduit dans le tube et s'étendant sensiblement d'un bout à l'autre de celui-ci ; lediamètre inté- rieur du tube 41, qui n'est pas critique, a été tel qu'il assure le libre écoulement de l'air entre les tubes 38 et 41, par exemple un espace radial d'environ 0,4 à 0,8 mm;
l'ouverture d'entrée d'air 42 a été placée verticalement dans le tube 41 de façon à être bien au-dessus du niveau le plus élevé 43 du combustible liquide dans le réservoir 10, la position de cette ouverture n'étant pas autrement critique; on a placé l'ouverture 44 verticalement dans le tube 38 de façon à assurer une longueur de trajet vertical d'environ 35mm dans la matière de remplis .=age 40 chargée de combustible liquide relativement non volatil, tel
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que du kérosène, pour l'air entrant dans cette matière de rem- plissage,par l'ouverture 44, cette longueur de parcours étant plutôt critique pour obtenir des résultats optimum avec le type d'appareil décrit à titre d'exemple.
Avec celui-ci, le mélange d'air et de combustible pulvérisé s'allumait facilement, il n'y avait que peu de fumée produite , même à l'instant de l'allumage) et le générateur était chauffé très rapidement de façon à réaliser l'état de marche courante de l'appareil.
On a constaté en outre que la richesse du mélange d'air et de combustible était sensiblement constante et indépendante de la hauteur du niveau du combustible dans le réservoir'
Bien que l'on ait décrit ci-dessus l'application de l'in- vention à une lanterne, il est bien entendu que les oaracté- ristiques de l'invention peuvent être avantageusement utilisées avec d'autres types d'appareils d'éclairage sous pression du genre à manchon incandescent, tels que des lampes à incandescence de différents genres et certaines ou toutes les caractéristiques de l'invention peuvent être effectivement utilisées dans des appareils brûlant du combustible liquide du type à pression, qui ne sont pas surtout destinés à l'éclairage, tels que des fours,
des chalumeaux et des appareils de chauffage en général.
Bien que l'on ait décrit ci-dessus une forme particulière de réalisation de l'invention, il est bien entendu qu'elle n'est pas limitée à celle-ci car on peut utiliser des variantes sans sortir du cadre de l' invention.
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in support of a PATENT OF INVENTION application
EMI1.1
"LIQUID FUEL BURNER
EMI1.2
the Company called t THE MANTLE LAMP COMPANT op AMERICA, 223, Test Jackson Boulevard, CHICAGO, 111., United States of America. Being the subject of a first patent application filed in
EMI1.3
United States of America on February 19, 1942 (N 431.568) in the name of MM.R. Baker 'and C.W. Davis, of which the aforesaid Company is the beneficiary.
The present invention relates to an improved system of liquid fuel burners of the pressure type, in which the start-up operation involving the necessary heating of the burner generator is carried out without using a torch, or an auxiliary starter flame, in which an improved generator system is used constituting the only passage of the pulverized or -vaporized fuel to the mixing tube both for starting up and for running the burner in which a shutter is used unique control unit perfected to control both starting and running,
as well as other mechanical characteristics which greatly facilitate the economical construction of the burner and its efficient operation. The invention is particularly applicable to various systems of pressurized lighting apparatus of the incandescent sleeve type, such as lanterns or lamps.
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different types, as well as different types of pressure-type liquid fuel burners, such as furnaces, torches and heaters in general.
In addition to the above, the invention relates to devices for efficiently burning different kinds of liquid fuels at will, for example at times gasoline and at other times kerosene, simply by changing the fuel. amount of air supplied to the mixing tube, depending on the type of fuel to be burned.
The devices according to the invention, making it possible to effectively obtain the start-up state and to reduce this state to a short period of time, comprise, in the tank of the device, a mechanical system thanks to which the pressurized air in said tank is used during start-up to break up and pulverize the liquid fuel supplied at this time, by the shutter, to the generator tube, the atomization being so effective that the resulting combustible mixture can be ignited immediately and burn without smoking so excessmve so as to heat the generator tube sufficiently very quickly, even when kerosene is used as fuel, so that the shutter can be rotated to its current operating position very soon after having start the combustion of the fuel.
The above-indicated advantages constitute the objects of the invention which, together with the mechanical devices provided and their mode of operation, will be better understood by reference to the accompanying drawings which represent a preferred form of construction. - Lisation of the invention applied to a lantern of the incandescent sleeve type and in which:
Figure 1 is a view of the lantern in vertical elevation, partially in section through the center along the plane of the air tubes used.
Figure 2 is a horizontal section of this lantern, taken along line 2-2 in Figure 1.
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Figure 3 is a vertical section through the center, taken perpendicular to the plane of Figure l.
Figure 4 shows the shutter system used, in vertical section through the center, corresponding to that of Figure 3 but on a larger scale and we also see in this figure, in vertical section through the center, the devices used to bring the fuel to the shutter for the states: starting and running.
Figure 5 is a vertical section through the center, on a larger scale, through the upper part of the tube or mixing chamber, corresponding to Figure 3, and also shows, in vertical section through the center, the generator tube of the lantern-
Figure 6 is a vertical section through the center of the parts visible in Figure 5, taken along line 5-6 of the latter figure and
FIG. 7 shows on a larger scale a detail of the devices used to modify the lantern of the state allowing the use of a relatively heavy liquid fuel in the state allowing the use of a relatively light liquid fuel and vice versa, this view being taken along line 7-7 of Figure 1.
As seen in Figure 1, the lantern comprises a metal reservoir 10 from the upper wall of which rises in the center the shutter 11 surrounded by a sheet sleeve 12 supporting the base plate 13 of the lantern in a horizontal position, plate which is held in place by a screw or bolt 14 passing through the center of the base plate and penetrating into the shutter housing 11. The base plate 13 has a raised marginal flange 13a forming a seat for the lower end of the shutter. 15 lantern fireplace.
On the base plate 13 are rigidly fixed the lower ends of two air tubes 16 and 17 which open freely through the base plate except that the air tube 17 has at its lower end, as can be seen more clearly in the figure. Figure 7, a pivoting flap 18
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at 19 on the base plate 13 below it and preferably comprising a protruding lug 18a by means of which the flap can be rotated to bring it into the closed position of the lower end of the air tube 17 or vice versa in the open position of the lower end of this tube,
the closed state of the tube 17 being that which is used when the lantern is to be operated with a relatively light liquid fuel such as gasoline and the open state being that used when the lantern is used with relatively heavy liquid fuel , such as kerosene.
The upper ends of the air tubes 16 and 17 are curved so as to come horizontally towards each other and, preferably, such that their upper ends have a common horizontal axis, these ends being fixed in this position on a metal block 20, for example by soldering.
A sheet metal bracket 21 is perforated at its lower ends so as to receive the upper ends of the air tubes 16 and 17, the distance between the sides of the bracket being equal to the width of the block 20. The bracket is rigidly fixed. in its position above the block 20 thanks to the fact that its lower ends are fixed to the upper ends of the tubes 16 and 17 and to the block 20, for example by soldering. The upper horizontal part of the caliper 21 is sufficiently spaced from the top of the block 20 so that the nozzle 22 can be easily inserted into the block 20 and removed therefrom for assembly and disassembly.
On the upper horizontal part of the bracket 21, is rigidly fixed a rising Via 23 passing through the inner and outer annular caps 24 and 25, serving to rigidly support these caps and to hold them in place relative to the mechanical frame of the lantern at the by means of a nut 26, screwing on the screw 23, above the skin cat 25. Preferably, the caps 24 and 25 are rigidly fixed to each other, for example by soldering or welding, so to constitute a single piece.
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Hat. interior and lower 24 is cylindrical and perforated in its upper part so as to allow the combustion gases to exit easily and, below, it widens conically outwards and downwards; it comprises at 24a an annular seat serving to receive the upper end of the chimney 15;
it extends downwards and outwards beyond the upper end of the chimney so as to constitute for the latter a screen 24b for protection against bad weather. The outer cap 25 is generally spherical in shape and descends outwardly from the upper end of the part 24 so as to constitute for the perforated upper part thereof an annular protective screen against the weather.
As seen in Figure 1, the metal block 20 is fixed, for example by screwing and soldering, to the upper end of a vertical mixing chamber or tube 27 which, preferably, has substantially the same axis as the chimney. 15. The lower end of the mixing tube 27 is preferably threaded so as to engage with a sleeve holder 28 containing a burner cloth, not shown. This holder, in turn, carries an incandescent sleeve 29 having the same axis as the tube 27 so that the ombustible mixture supplied to the tube 27 is sprayed. center of it and down into the central part of the sleeve 29.
As can be seen in Figure 2, the base plate 13 has perforations 13b serving to supply air outside the sleeve 29 to help completely burn the combustible mixture, this base plate also being provided with a opening 18c facilitating the introduction of a match or a lighted candle in order to ignite the fuel on the sleeve 29 at the beginning of the start-up.
As seen in Figure 3, the reservoir 10 has an inclined flattened portion 10a on its side wall, just below the top of the reservoir, so as to carry a threaded sleeve 30, protruding outwardly, in the the bore of which the outer surface of the cylinder of an air pump 31 is slidably adapted.
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both at its outer end cha flange projecting externally on which engages a flanged collar 32, threaded and screwing onto the thread of the sleeve 30.
The end flange of the pump cylinder has substantially the same outside diameter as the threaded portion of the sleeve 30 and is correspondingly threaded so as to allow the collar 32 to pass past this flange to come into the position shown. in figure 3, the internal threads of the collar 32 being removed so that, when the collar is in the position shown in figure 3, it can rotate freely relative to the cylinder of the pump by fixing the latter in the reservoir.
A suitable annular seal is preferably used between the flange of the cylinder and the end of the sleeve 30 so as to form a hermetic seal at this location. The collar 32 has a central bore in which the piston rod 31a slidably fits, so that the collar 32 constitutes the outer end wall of the pump cylinder and also a closing cap for the sleeve 30 of which the collar 32 constitutes the outer end wall of the pump cylinder. bore constitutes the opening for filling the reservoir 10. As can be seen in FIG. 1, the reservoir 10 preferably comprises an exhaust valve 10b of any known type so as to remove the pressure of the air contained in the tank when you stop using the lantern.
As also seen in Fig. 3, the lower edge of the cap portion 24b has facing perforations for receiving the curved lower ends of a handle 33, which are made to cooperate with the portion of the cap. cap 24b in order to prevent the handle from coming off the cap. when this handle is in its position where it carries the lantern.
As seen in Figure 3, the shutter housing 11f has a rising tubular branch 11a, passing through a suitable opening in the base plate 13, the threaded upper end of which engages in a collar 34 carrying the tube
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generator 35 and connecting the latter to the extension 11a, so as to keep the nozzle 22 in place in the blob 20.
The shutter comprises a rod 36 and, by rotating the latter, one obtains for a desired time, the starting state of the lantern and, by continuing to rotate it, the current operating state is obtained. of the lantern, as will be seen below *
As can be seen in FIG. 4, the casing of the shutter 11 comprises a part projecting downwards in the reservoir 10 and held in place by virtue of the fact that it oompotre a thread engaged in an internal thread of a collar. 37 rigidly fixed, for example by soldering, on the reservoir, the head of this collar being in a cavity of the reservoir provided for this purpose.
Inside the tank 10, the casing carries two tubes 38 and 39 in a vertical position, the tube 38 being used to supply atomized fuel and air, coming from the tank, to the shutter during start-up. of the lantern while the tube 39 serves to supply only da fuel to the shutter during the current operation of the. lantern. The tubes 38 and 39 are rigidly fixed to the casing of the shutter thanks to their upper ends penetrating into appropriate bores of the casing and that they are rigidly fixed in this position, for example by soldering.
Tube 39 is smaller in diameter than tube 38 and is open over its entire length so that it can receive liquid fuel from the vicinity of the bottom of tank 10. Tube 38 is lined with fibrous material 40 of any size. which kind exerting a capillary action on the liquid fuel so that the liquid entering freely through the open lower end of the tube 38, from the vicinity of the bottom of the tank 10, can completely wet the filler material, even when the fuel is in the tank is almost exhausted. It can be used to fill the tube 38 of the.
cotton fiber, wool fiber or any fibrous material having a very high capillary action, the only condition being that the filling material is not
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so heavily packed in the tube 38 that it prevents air from passing into this filling material under the action of the pressure produced in the reservoir 10 by the hand pump 31.
The tube 38 comprises at its upper end a web 38a and this tube is surrounded by a second tube 41 whose bore is a little larger than the outer diameter of the tube 38 so as to form a space for the air between the tubes 41 and 38, the ends of the tube 41 are pushed inwards so as to come to bear wur the tube 38 in order to maintain between the two tubes a space containing air and the tube 41 is held in place, thus preferably by braiding its ends on the tube 38.
The outer tube 41 has an air intake opening 42 above the highest level 43 reached by the liquid fuel in the tank 10 and the tube 38 is provided with an opening 43 for the passage of air. , just above the lower end of tube 1, making the air space between tubes 38 and 41 freely communicate with the interior of tube 38.
As seen in Figure 4, the shutter housing 11 has a horizontal bore 45 containing a first shutter member 46, the outer diameter of which is a little smaller than the bore 45 so as to allow the fuel mixture to pass through element 46 and bore 45 to go to an outlet passage 47 located:
., in the extension 11a, when the lantern operates for starting the lantern and to allow, correspondingly, the liquid fuel to go to passage 47 and to pass through it when the lantern is running The inner end of element 46 is tapered so as to engage a first seat 48 existing in the shutter housing so as to control the flow of combustible liquid from a passage 49 of the housing communicating
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with the upper end of the inside of the tube 38.
The other end of the element 46 is threaded so as to engage with an internal thread of the bore 45 of the housing so that by rotating the element 46, it can be brought closer or removed from its position as desired. seat 48. The element 46 carries a second shutter element 50 the conical end of which engages a second seat 51 provided in the shutter housing so that this second element 50 controls the flow of fuel. liquid from a passage 52 communicating freely with the upper end of the tube 39, through the space surrounding the second element 50 to arrive at the passage 47 for the running of the lantern.
Element 50 slidably fits into Insulation 46 and carries at its inner end an outwardly directed flange, slidingly fitting in the bead 46a of element 46 and, in that bore, the element 46. flanged end of element 50 carries an anti-friction ball 54 on which, in turn, carries one end of a spring 55 contained in this bore. The end of bore 46A contains a socket 56 which fits in this bore and also fits slidably on the element 50. The sleeve 56 is grooved externally at 56a so as to receive the compressed end of the element 46 so as to hold this sleeve in place.
The spring 55 is held in a compressed state by the inner end of the bore 46a, the spring tension being sufficient to positively hold the element 50 against its seat 51 when the element 46 is moved apart a little distance from its seat 48 but not enough so that the flange 53 engages the sleeve 56. The shutter housing is closed around the rod 36 by a threaded collar 57 and an elongation ring 58, to the usual way.
As a result of the above described method of construction of the shutter, once the liquid fuel has been placed in the tank 10 at any height below the level
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the highest admissible 43 and when the desired air pressure has been established in the tank above the liquid fuel by action of the hand pump 31, the state of activation of the lantern is achieved by making rotate rod 36 sufficient to move element 46 away from seat 48 by the amount desired to allow atomized fuel and air to flow freely to passage 47 and from there to generator tube 350 In this position of the shutter, pressurized air descends through the opening 42, passes around the tube 38, between the tube 38 and the tube 41,
in the tube 38 through the lower opening 44 and rises alois through the fibrous material contained in the tube 38, material which is then wetted by the liquid fuel. This splits the air which rises in tube 38 and, as it rises through the fibrous material, the air entrains small particles of liquid fuel so as to pulverize the liquid fuel and carry it in a mixed state with it. the air through the passage 49 and around the element 46, up to the sprtie passage 47, which brings it to the generator tube 35.
In a manner which will be described below, the combustible mixture arrives at the sleeve 29 in a state allowing it to burn; it ignites in the sleeve and, in a very long time, it heats the generator 35 sufficiently due to the vicinity of the sleeve - 29 to allow liquid fuel to be sent to the generator instead of the mixture of air and heat. atomized fuel * To effect this change, the rod 36 is rotated so as to move it outward which further moves the element 46 away from its seat 48 and causes the flange 53 to engage the socket 56;
by continuing to rotate the rod 36, the element 50 moves away from its seat which allows the liquid fuel to flow without any obstacle through the tube 39, the passage 52, around the element 50, around element 46, to arrive at the outlet passage 47, and thus at the generator 35.
In this shutter state, though
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the path going from the inside of the tank through the tube 38 and the passage 49 to the outlet passage 47 is always open and in the same state as. it was during the start-up of the lantern, air no longer comes out of the tank because the pressure drop in the open fuel tube 39 is substantially zero and it follows that substantially the same pressure is exerted on the upper end of passage 49 than on opening 42 which stops, as if effectively taking place, the flow of air out of the tank as would be the case if a shutter were used to effectively close positive passage 49, In this way, using a relatively simple shutter, the pressurized air contained in the tank,
is used during the state of activation of, the lantern to supply the air necessary to make the combustible mixture used to start the lantern and to heat the generator and the same shutter, using a simple rotating rod, is used to establish the current operating state of the lantern during which fuel is supplied as is to the generator tube by the air pressure prevailing in the tank 10, without however only a flow of air appreciable coming from the reservoir goes to the shutter and crosses it.
It is important that the length of air travel in the fibrous material 40, determined by the vertical position of the opening 44, the internal diameter of the tube 38, the nature of the material 40 and the degree of stuffing thereof. ci, is chosen so as to give a degree of fuel atomization such that the ignition flame in the sleeve is neither too rich nor too lean ;, indeed if the atomization is too large, a rich mixture is obtained and a smoky flame which is not suitable for starting and if the spraying is too weak we have a lean mixture which is difficult or impossible to ignite.
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The atomizing or carburizing devices shown in FIG. 4 as means serving to start up a pressure lantern are also applicable as means serving to supply, starting from a liquid fuel, a pulverized or carburized mixture at n ' any device, burning liquid fuels, for example ovens, torches and the like.
As seen in Figure 5, the generator tube 35 preferably, but not necessarily, has a lower portion 35a and an upper portion 35b of relatively small diameter, the lower end of the portion 35b extending into the upper end. do the lower part 35a and being hermetically attached to the latter after clamping the upper end of the lower part around the other, for example by brazing the parts one on the other.
The lower part 35a is lined or filled with material in order to prevent surges of the combustible mixture supplied to the sleeve, this packing or filling material preferably being of a nature comprising long filaments of very small diameter, these filaments preferably extending the entire length of the filler material and being of a nature such that they do not easily break into small pieces of separate material. This filling material may advantageously consist of glass filaments of very small diameter, a large number of these filaments being used in the twisted state so as to form a yarn or not, as is preferred, a sufficient quantity of these. filaments being used to suitably fill part 35a.
The infill shown above has the advantage that each of these filaments can be continuous throughout the material and is sufficiently flexible and pliable so that it does not break easily when giving small pieces of material that can pass, through the generator tube, to the nozzle carried by it and
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plug the outlet opening of this nozzle. This filler material also has the advantage that the surface of the filaments is smooth and presents only a minimum of ease for the deposition of carbon particles formed by the vaporization and the distillation of the fuel and holding in engagement and being deposited on the fuel. filling material.
At the same time, this material serves as an effective filtering agent for the relatively large particles of foreign matter which may be entrained by the combustible liquid, preventing them from passing up to the nozzle, without obstructing passage through the generator tube. of tiny and infinitesimal particles of carbon produced in the upgrading of the fuel from where. it follows that these particles, not having the means of being deposited or of accumulating, go in a separate state to the nozzle and through the latter without blocking it.
Part 35b of the generator is unobstructed and allows the free flow of fuel through it during operation of the lantern. At the beginning of this flow and during the start-up of the lantern, the liquid fuel passing through part 35b is finely pulverized and mixed with the air so that when it arrives from the nozzle to the sleeve the mixture is in a state where it can burn, and combustion of the fuel begins immediately in the sleeve because the generator is adjacent to the sleeve, the generator is quickly heated so that in a remarkably short time,
the generator is hot enough to begin vaporization of the pulverized fuel particles which continues until the heat from the generator is sufficient to vaporize the combustible liquid if it arrives in a liquid state and without atomization as this is done during the running of the lantern-
The upper end of the part 35b is curved from the vertical position to the horizontal position in which it engages and is rigidly fixed, for example
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by brazing, on the upper end of the nozzle 22.
the outer surface thereof is cylindrical and has an axial and longitudinal bore 22a, the axis of which is maintained in the vertical position by a guide and support tube 59 carried by the block: it. The bore 22a is closed at its upper end and the lower extracted Bon is threaded so as to receive the nozzle 22b of the nozzle, correspondingly threaded and muai at its lower end with a tiny outlet opening 22c communicating with the bore 22a. and having the same axis as the nozzle
22.
The nozzle 32 fits into the support tube 59 in which it can move freely in the vertical direction so as to facilitate the mounting of the generator 35 and to facilitate the replacement of the same when and if this is desirable. .
As seen in Figures 5 and 6, the block 20 comprises a central axial bore 20a of substantially larger diameter than the outer diameter of the tube 59 which has the same axis as this bore. The bore 20a is closed at its upper part and the tube 59 is inserted in this bore because it is screwed into the upper wall of the block 20, this connection being able to be secured more if desired, for example. by brazing, The air tubes 16 and 17 opening into opposite sides of the bore 20a, above the lower end of the tube 59 from which it results that the rapid flow of the mist or the vapor of fuel as the case may be, descending from t a suction effect on the air brought into the bore 20a nozzle 22b of the nozzle and in the axis of the bore 20a / by the air tubes 16 and 17;
this suction or bunsen effect is determined and precisely regulated by the location of the lower end of tube 59 relative to the outlet ends of air tubes 16 and 17. of devices as generators 35, that it is difficult to manufacture them exactly, from all points of view,
similarly to each other and the method of mounting the nozzle 22 in the tube 59 as just described allows inaccuracies with reasonable tolerances in
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the location of the nozzle 22 relative to the lower end of the generator 55 because the nozzle 22b of the nozzle can have 'any vertical position' in the tube 59 as long as the nozzle 22b does not protrude below the tube 59 and for any one of these positions the efficient and optimum suction effect of the outlet of combustible vapor on the air which arrives through the tubes 16 and 17 is maintained.
The lower end of the bore 20a is threaded so as to receive a corresponding thread from the upper end of the mixing tube 27 and, in this way, the mixing tube 27 and the sleeve 29 are carried with the same. axis that the bore 20a hence. as a result, the stream of atomized or vaporized fuel, as the case may be, leaving the opening 22c, is maintained centrally in the mixing tube 27 and arrives centrally in the sleeve 29 without any contact or with low contact between this fuel stream and the inner wall of mixing tube 27 which is relatively short so as to facilitate this result;
this is also facilitated by making the opening 22c of the nozzle of the nozzle so that the stream of pulverized or vaporized fuel leaving this opening spreads out or diverges only slightly when it descends into the mixing tube 27.
Although the generator according to the invention is not limited to particular dimensions, it has been found that a practical method of construction gives good results 1on that the part 35a of the generator is a brass tube having an outside diameter of approximately 4mm and a wall thickness of about 0.4mm and wherein part 35b is a brass tube having an inner diameter of about 1.6mm and a wall thickness of about 0.4mm, the opening of outlet 22c of this method of construction having only a few tenths of a mm in diameter, for example 0.15 to 0.2 mm.
It is good that both parts of the generator are made of a material with high heat conductivity
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such as brass and, with the construction method described, at the moment when heat is produced on the sleeve 29 by the initial combustion of the fuel, the generator heats up very quickly so that in a few seconds the vaporization of the fuel begins in the generator and that, for example, within 40 seconds from the commencement of combustion, with kerosene as fuel, the generator is sufficiently heated to adequately vaporize the liquid fuel for the running of the lantern; start-up time is much shorter when gasoline is used as fuel.
It has been found that with a generator constructed as shown, it is not necessary to use devices to clean the nozzle opening 22c despite its tiny size. This can be explained by the small diameter of the part 35b of the generator and the corresponding high speed of flow in this tube of the vaporized fuel; this speed is maintained in the bore 22a and in the nozzle 22b of the nozzle, which gives little facility, if any, for impurities or tiny carbon particles to get lodged in the nozzle of the nozzle. burner and close up this one.
A lantern manufactured as shown has operated on gasoline continuously for more than 1,800 hours without blockage of the generator tube or the nozzle opening.
Another important feature is that the part; upper part of the generator, in which the destructive distillation of the fuel occurs, and thence to the nozzle, is very strongly heated and this has been found to prevent the build-up in the generator of harmful carbon masses.
The small exposed area of the generator tubes keeps the top of the generator very hot which contributes significantly to the efficient generator action noted above.
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It will also be noted that the stream of pulverized or vaporized fuel leaving the nozzle 22b is projected in the axis of the mixing tube 27 and without change of direction of any kind so that all the kinetic energy of the fuel stream is available to project the pulverized or vaporized fuel into the sleeve 29 which avoids appreciable contact of the pulverized or vaporized fuel with metallic surfaces of the device and consequently avoids an appreciable deposit of particles of the pulverized fuel and the condensation of the vaporized fuel on these surfaces which would cause the deposited fuel to drip from these surfaces.
In other words, the lantern in operation does not give rise. with sensitive and harmful deposit, condensation and dripping of fuel.
The generator, the nozzle and the mixing devices shown in Figures 5 and 6 can be used advantageously, in whole or in part, generally with devices burning liquid fuel, whether for lighting or not and in particular when '' it is desirable to avoid clogging and jolts and when the use of external heaters is not to be desired -
Regarding the operation of the lantern just described, some important considerations are as follows. your:
In a pressurized lantern using kerosene as fuel, it is necessary to heat the generator to a temperature higher than that required for a more volatile fuel such as gasoline. It is therefore to be desired; When using kerosene, minimize the weight of metal that must be heated in the generator so as to minimize the time required to heat the generator as much as possible.
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It has been found that it is very advantageous to use a generator comprising two sets of tubes of different dimensions and weights, the larger dimension, at the lower end, making it possible to accommodate therein a packing material preventing to- strokes during operation of the lantern and the smallest dimension at the upper end.
The small upper part of the generator has a greatly reduced internal volume per unit length and, therefore, the speed of movement therein of the vaporized fuel is correspondingly increased. Practical tests have shown that when the generator has an upper part made of a very small tube, this small part can be reheated in a short time and that the carbon deposit produced by the destructive distillation of the fuel during vaporization is highly. reduced and that a generator of this type has a much longer service life than generators of larger diameter.
The vaporization of combustible liquid by generators of the kind in question is always accompanied to some extent by destructive distillation of the fuel and the corresponding formation of free carbon particles.
When they form, these particles are extremely tiny, but in the presence of a favorable state or mode of construction, they quickly agglomerate to form appreciable masses and of sensitive size, which quickly clog all the filters. or screens used, as well as the outlet openings of the nozzles.
Thanks to the invention, instead of trying to remedy these agglomerated carbon masses after their formation, any appreciable agglomeration of the tiny carbon particles is prevented by strongly heating the generator of small cross-section and it is believed, which is
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equally important, that in the part of the generator where most if not all of the destructive distillation occurs, an extremely high rate of flow of the gases of the volatilization is produced as indicated, such as at the moment when the tiny particles of carbon are formed, they are taken and entrained as they are by the gas stream into the nozzle and its outlet opening,
without having the possibility of agglomeration in large mass Immediately after exiting the nozzle, the tiny carbon particles are intimately mixed with the air in the mixing tube and are thus brought to the sleeve in the ideal state to give an efficient combustion and uniform-
When using kerosene as a fuel in this type of pressure lantern, the outlet of the generator nozzle must be placed correctly in relation to the air supply tubes and the mixing tube in order to ensure a good pressure. sufficient intake of free air to ensure proper combustion of the kerosene constituting the fuel and containing a relatively high quantity of heat units;
it is necessary to produce a combustible mixture of which the flame propagates properly and, therefore, has a desired size to ensure uniform heating of the sleeve and to cause it to glow evenly as well. When gasoline is used in the lantern without changing the generator nozzle, the air supply tubes and the mixing tube and their arrangement relative to each other, the flame spread of the mixture. gasoline is faster because there are fewer units of value in this fuel and, therefore, the flame is more oxidizing in nature and is shorter and does not properly heat the same sleeve.
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To remedy the difficulty which has just been indicated and to make the same lantern equally effective with both types of fuel, it has been found that a flap can be used to close the inlet end of the one of the air supply tubes and that, when this tube is closed, the air intake into the mixing tube is reduced to an extent which decreases the propagation of the flame and restores a flame of the necessary character and size to properly glow the sleeve with the lighter fuel, without adversely affecting the efficiency of the lantern when operating with the heavier fuel when the shutter is open.
In order to maintain the correct mixing action of fuel and air, a socket has been provided with an open lower end near the outlet ends of the air supply tubes and of the mixing tube and we placed the outlet of the generator nozzle in this socket. It has been found that when the open lower end of this sleeve is placed in a determined optimum position, the position of the outlet of the nozzle can vary within the limits of the sleeve without appreciably affecting this mixing action. This socket therefore allows the use of generators of slightly different lengths without modifying the mixing action as long as the outlet orifice is in the fixed socket.
This conveniently remedies small differences in generator lengths, usually arising from manufacture; it also overcomes the need for accuracy in mounting generators in the lantern and makes mounting and replacement of generators a simple operation, which can be done quickly and properly by unqualified persons.
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An important part of the invention is provided by means for using a relatively non-volatile liquid fuel such as kerosene (petroleum), producing a suitable reheat flame for heating the generator of a lantern of the type in question. The problem to be solved required means for producing a mixture of sprayed kerosene and air of the desired richness and supplying this mixture to a burner without a change in the spraying or fine-dividing state of the fuel component.
Many devices are known which provide satisfactorily a fuel mixture of a liquid fuel and air serving to heat the generator of a lantern, when the liquid fuel used is relatively volatile, for example gasoline.
In general, in this latter class of heaters, the air from the top of the lantern tank is mixed in the tank with a very small amount of gasoline so as to produce a fuel mixture from the gasoline. easily volatile gasoline;
this mixture is a substantially stable mixture of combustible gas which, when it leaves a nozzle, can pass through cold tubes and, if desired, change direction in these tubes so that the combustible vapor condenses on the walls cold tubes, the correct operation of this type of heating device depending almost entirely on the high volatility of the fuel -
According to the present invention, means are provided for producing a mixture of air and fuel which consists of devices bringing the air from the top of a lantern tank (above the fuel level).
in a wick charged with kerosene due to its capillarity and allowing this air to pass through a determined length of this wick so as to spray part of the kerosene and produce a combustible mixture which, when it leaves a nozzle orifice ,
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is directed towards a burner screen without having or having little contact with the walls of the manifold, so as to provide the burner with a combustible mixture in order to give a reheating flame.
A critical part of the invention is constituted by a wick having the desired density and capillarity and by the length of passage of the air in the wick charged with kerosene.
When this distance is too long, the mixture produced is too rich in fuel and the reheating flame which it gives is very smoky and not suitable for reheating the generator; on the other hand, if the length of passage of the air in the wick is too short, the combustible mixture is too lean and it is very difficult, if not impossible, to ignite it on the burner.
In a practical embodiment, given by way of example, of carburettor starting devices, a brass tube having an outside diameter of 6.3 mm and an inside diameter of 5 was used for tube 38. , 6mm and a length allowing it to reach almost the bottom of the tank 10; the filler 40 consisted of 20 strands of 8/8 lined cotton yarn introduced into the tube and extending substantially from end to end thereof; the internal diameter of the tube 41, which is not critical, has been such as to ensure the free flow of air between the tubes 38 and 41, for example a radial space of about 0.4 to 0, 8 mm;
the air inlet opening 42 has been placed vertically in the tube 41 so as to be well above the highest level 43 of the liquid fuel in the tank 10, the position of this opening not being otherwise critical; opening 44 was placed vertically in tube 38 so as to provide a vertical path length of about 35mm in the fill material. = age 40 loaded with relatively non-volatile liquid fuel, such as
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as kerosene, for the air entering this filling material, through opening 44, this path length being rather critical to obtain optimum results with the type of apparatus described by way of example.
With this, the mixture of air and pulverized fuel ignited easily, there was little smoke produced, even at the instant of ignition) and the generator was heated very quickly so as to realize the current operating state of the device.
It was further found that the richness of the air and fuel mixture was substantially constant and independent of the height of the fuel level in the tank.
Although the application of the invention to a lantern has been described above, it is understood that the features of the invention can be advantageously used with other types of lighting apparatus. incandescent sleeve type pressure lighting, such as incandescent lamps of various kinds and some or all of the features of the invention may be effectively used in pressure type liquid fuel burning apparatus which are not primarily intended lighting, such as ovens,
torches and heaters in general.
Although a particular embodiment of the invention has been described above, it is understood that it is not limited to the latter since variants can be used without departing from the scope of the invention. .