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1/ "Appareil thermiqu6 à combus tible liquide ou gazeux".
L'invention concerne un appareil thermique utilisant tout combustible liquide ou gazeux et capable d'être appliqué d'une manière universelle comme générateur de chaleur et/ou de force motrice e t, d'une manière plus générale encore, comme foyer calorifique en substitution de toute source de chaleur, générale- ment quelconque.
L'invention s'étend, de plus, à l'application par-
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tioulièra de cet 6ppe.reil thermique comme brûleur dans tous a p;pa- reils de chauffage, généralement quelconques.
Plus parti culièrement dans les appareils thermiques ou brûleurs à combustible liquide, on rencontre des difficultés sérieuses pour assurer une combustion'satisfaisante, c'est-à-dire un''mélange correct de carbone et d'oxygène. On y remédie le plus
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souvent en introduisant le moyen du tirage forcé cependant que
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la solution, pour être techniqueirànt sptisfsisanter, est impos- S7.b.6 dEalr de nombreuses applications à raison du cc,1t rclitiver:::
611t élevé et de l'enoombr#6nt de l'installstion d'une souffle- rie, 'd'un moteur et des 2ccessoir68 d'aooouplementt Dans les appareils à tiratie nsturel on constate que le réglage de l'adduction de l'air au prorata des conditions de combustion est pratiquement impossible et on se contente
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généralement d'approximatiorsqui se traduisent néanmoins soit })2:' une consommstion exagérée de combustible, soit pair un rende- rfsnt calorifique précaire:) soit encore pc,r des dépote solides abondants contrerÍEli1t très lue bon fonctionnsh'Bnt - de l'appareil.
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En psrti culier dans les appp rei ls de ch8uffage, on 3 également préconiaé des moyens de réglage direct de la cheminée par des registres, volets et autres moyens éti1Üvr:lents sans apporter toutefois une solution définitive.
L'invention concerne un appareil qui tient compte de toutes les conditions d'une combustion satisfaisante même dans le cas de variation de régime et plus particulièrement de modification dans lesconditions du tirage.
Cetappareil est caractéristique en ce qu'il réalise, en ordre principal} lesconditions suivantes :
1 - l'appel d'air est provoqué par le débit du combustible.
2 - la quantité d'air appelé - air primaire et
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tlir :,ecardâire - est dosée automatiquement en fonction et t par le débit du combustible.
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3 - le combustible est amené 8utonwtiq';.eme:nt, par l'appareil l'.<Ï -l11me, à un étët gazeux dont la température du gaz est déterminée au prorata des conditions requises pour une combustion satisfaisante.
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Toutes ces conditions sont assurées par le/fait que l'appareil thermique selon l'invention secompose subatan- tiellement d'une tuyère convergente - divergente à corps central - ou déflecteur central -, composée d'éléments creux préférable- ment concentriques, Ces éléments sont conditionnés en sorte que, d'une part, les ouvertures d'admission d'air ou de comburant ' soient placées aux zones de dépression créées par la première détente de la combustion primaire et que, d'autre part, .le fluide qui traverse les éléments creux s'achemine en sens opposé dans chaque élément contigu.
Préférablement encore, l'élément creux central, capable de remplir plusieurs fonctions et notamment: a) comme déflecteur d'écoulement en divergent d'anale supérieur à l'angle limite des veines fluides divergen- tes ; b) comme régulateur thermique; c) comme transmetteur de la chaleur nécessaire à la gazéification et/ ou au 'réchauffement du combustible, peut s'tre un conduit d'adduction du combustible etformer une chambre de conditionnement du combustible.
La figure 1 annexée schématise trois éléments creux caractéristiques respectivement a-b-c. Le conduit a peut être issu de tout réservoir à combustible liquide ou gazeux. Ce conduipeut être pourvu d'une coupelle d capable de recevoir une petite quantité d'un combustible liquide pouvant être direc- tement enflammé afin d'amorcer l'allumage de l'appareil.
En effet on provoque ainsi une élévation de température du conduit central a suffisante pour assurer une première gazéification*
L'élément tubulaire extérieur c comporte des ori- fices d'adduction e-f respectivement pour l'air primaire etl'air secondaire. préférablement cet élément creux,extérieur .2 débouche à une certaine distance du chapeau supérisur g afin de limiter
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l'ouverture circonférentielle ou locale h permettent le déve- loppement des flammes én nappes radiales et l'évacuation des gaz 'brûlés.
En vue de tenir compte des variations de tempéra- ture et de vitesse du ou. des fluides en circulation dans l'appa- reil etaussi pour remplir les conditions sub. 1 à 3 précitées caractérisant l'appareil de l'invention, ilpeut être souhaitable que le s éléments creux médian et extérieur b-c ne soient pas cylindriques mais présentent une allure conique etopposée l'une à l'autre.
Une telle disposition est s chémstisée à la figure 2 annexée dans laquelle on retrouve les mènes éléments que dans le schéma de la figure précédente.
Egalement dans cette exécution l'appareil reçoit le combustible) par exemple du mazout, par le conduit central a.
Celui-ci est porté et entretenu à une température déterminée au prorata d'une combustion rationnelle et par cette combustion elle-même. La combustible liquide est ainsi gazéifié et le gaz combustible se mettant sous pression dans l'élément craux central a s'écoule eu pied de celui-ci à unc vitesse accrue à la fois par la convergence de la paroi conique et l'élévation de la tempéra- turc.
A la sortie de cette enceinte il s'enflamme au contact de l'air prime, ire et, prenant une direction opposée, il s'engouffre allumé dans 1'élément divergent extérieur c en s'écoulant dans ce dernier selon les lois connues de la polytropique. L'air primaire set normalement admis à l'origine de ce divergent dans l'espace e gandis que l'air gecondaire est introduit dans la zone de dé- pression par les convergents f dument établis en conséquence.
En partantde cette conception d'ordre général il @ est -possible de réaliser des appareils de même nature mais pré- :entant des formes constructives infiniment différentes, ce qui permetd'ailleurs d'appliquer systématiquement la conception à
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tous les cas pratiques à base d'une source calorifique.
Nais, d'une manière générale, on réalisera les différents éléments de, l'appareil thermique en sorte de former 'une véritable tuyère convergente-divergente à déflecteur central.
Une telle exécution est à simple titre d'exemple, ssns aucun caractère limitatif. décrite ci-après avec référence à la figure
3 qui en représente une coupe radiale.
Dans cette exécution l'appareil est substantielle- ment constitué par le conduit 1 d'adduction du combustible géné- ralement un combustible liquide. Ce conduit est-issu d'un réser- voir 2 etla section de passage estcontrôlée par un robinet intermédiaire 3. L'extrémité libre du conduit 1 s'enroule héli- coidalement de manière à former des spires dont au moins la dernière présente des orifices latéraux 4. le conduit l est dispo- sé, dans l'axe d'une chambre circulaire 5 dont le diamètre est légèrement plus grand que le diamètre des spires susmentionnées en sorte que, notamment au début de la mise en route de l'appareil, le combustible liquide ruisselle le long de la paroi interne de ladite chambre 5.
Celle-ci présente, vers le bas'', une importante réduction de diamètre en formant un passage réduit pour le combus- tible gazeux ou gazéifié. Cette partie rétrécie débouche dans une petite chambre 7 ménagée sous un champignon 8 présentant toute une série d'orifices 2. pour le passage à grande vitesse du gaz ,combustible ainsi canalisé eh veines radiales, déjà à haute tempé- rature et s'épanouissant dans l'espace libre 10 formant la zône d'admission de l'air primaire et par conséquent de première combustion.
L'appareil estentouré d'un manteau 11 limitant'un eapace 12 à section progressivement croissante en direction de l'acheminement de la flamme et des gaz combustibles non encore brûlés.' A l'origine aux endroits de dépression de cette chambre de combustion complète sont.pratiquées des admissions complémen-
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taires 13 formant prises d'air qecondaire. Ces passages sont orientés en sorte que les veines d'air secondaire soient conver- gentes. On remarquera tout spécialement que l'orientation des orifices d'entrée 13 détermine' un faisceau convergent tandis que le profil même du manteau 11 réalise un faisceau divergent dans l'espace 12 qu'il délimite extérieurement.
Par ailleurs la paroi de la chambre médiane .5 réalise dans la tuyère formée par le manteau 11 un corps central pu déflecteur établi d'ailleurs au prorata de l'angle de divergence dudit manteau 11.
L'appareil est surmonté ,d'un chapeau 14 formé 'par un cône renversé limitant la partie supérieure du passage péri- phérique 15 de la flaume épanouie en une nappe pratiqueront continue circonférentielle couronnant l'appareil..
Sons le champignon ;8 est disposée ,Une coupelle 16 formant un réceptacle pouvant recevoir une certaine quantité d'un combustible liquide facilement inflammable en sorte de .faciliter l'amorgage ou la mise en route de l'appareil. A cette fin il suffit d'allumer cet appoint extérieur de combustible après avoir ouvert le robinet 3, en sor.te que le combustible liquide issu du réservoir 2 remplisse le conduit1. Par la disposition même de cette partie de l'appareil et le profil en champignon 8 on peut etteindre rapidement une température relativement élevée du com- bustible liquide provoquant ainsi une gazéification locale et une inflammation du combustible gazeux.
Le cycle est ainsi amorcé et l'appel de combustible liquide se poursuit alors automatiquement par le fait même de la gazéification et de la combustion subsé- quente et des conditions de cette combustion.
Le combustible liquide s'achemine dans le' conduit d'admission 1 de bas. en haut en direction de la flèche f; ensuite le combustible change brusquement de direction et s'écoule de haut en bas en se gazéifiant et en se mettant sous une certaine pression en se déplaçant donc dans le sens de la flèche f'; enfin
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le-combustible ainsi gazéifié débouche dans la chambre infé- rieure 7 ou il 'charge à nouveau de direction en se déplaçant nouveau. de bas en, haut dans le sens de la .flèche f".
Comme on le constate donc le fluide change sys- témati quement de direction en passant d'un local à l'autre, ce qui entraîne des conditions particulièrement favorableour le développement des différentes phases amenant une combustion pratiquement parfaite..
On peut évidemment compléter cet appareil par tous accessoires d'ailleurs variables avec les applications envisagées.
Notamment cet appareil athermique appliqué comme brûleur peut être combiné soi avec un appareil de , chauffage, existant,soit être'.-'-.'..combiné avec un enveloppement et une canalisation de départ des gaz brûlés spécialement conçus au prorata dudit appareil.
En tous cas, les principaux avantages de l'appareil thermique, obje t de l'invention.1 . ,peuvent se résumer comme suitt :
1 augression de tout système complémentaire d'amenée et de régularisation de l'air secondaire.
2 élimination de l'influence prépondérante du tirage naturel.
3 gazéification et préohauffage proportionnels du combus tible.