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Brûleur à huile.
La présente invention est relative à un brûleur à huile muni d'un dispositif d'alimentation en combustible dans lequel le combustible liquide subit un réchauffage préalable et est vaporisé en vue de son passage dans une chambre de com- bustion pour la production de chaleur.
Dans les dispositifs connus de combustion de l'huile du type ci-dessus défini, la pression intérieure engendrée dans le brûleur a pour effet de ralentir l'écoulement du combustible vers le brûleur, obligeant à l'utilisation de moyens de création d'une contre-pression et d'application de cette dernière à l'ar- rière du combustible, comme par exemple par l'introduction d'une ,pression dans la cuve à combustible en vue de refouler ce combus-
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tible vers le brûleur, de manière que ce dernier puisse fonction- ner.
L'utilisation de moyens spéciaux de création d'une pression et son application au dispositif d'alimentation en com- bustible adjoint au brûleur à huile dans le but précité présente des inconvénients qu'il n'est pas facile de surmonter et qui, jusqu'ici, ont limité le développement de la catégorie précitée la de brûleur par/limitation de son application aux installations relativement petites, car lorsque les dimensions des brûleurs augmentent, la création de la contre-pression et son application à l'arrière du combustible deviennent un problème d'une importan- ce considérable, à tel point qu'à partir d'une certaine dimension plus cette catégorie de brûleur ne peut/être utilisée dans des conditions économiques.
En conséquence, la premier but de la présente inven- tion est de parvenir, pour l'utilisation des brûleurs à huile du type ci-dessus défini, à un système d'alimentation en combustible qui évite ou surmonte l'inconvénient de l'utilisation de moyens de création et d'application d'une pression spéciale, et cela par l'utilisation d'une pression engendrée au brûleur, de telle sorte qu'en ce qui concerne l'arrivée du combustible au brûleur, cette pression s'annule elle-même et que le combustible est en mesure de passer au brûleur par gravité, autrement dit on réalise un dispositif d'alimentation en combustible dans lequel ce dernier, bien qu'il soit soumis à une pression, passe dans le brûleur par gravité.
Le fait de mettre le combustible sous pression, alors que son transport se fait par gravité, permet de mettre à profit la pression engendrée dans le système pour commander et régler
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l'alimentation du brûleur en combustible, et par conséquent éga- lement la chaleur produite par ce moyen, ce qui introduit un élément de sécurité dans le fonctionnement du brûleur,
Un avantage particulier qui résulte de la suppression des moyens de création et d'application d'une pression réside dans la simplification de la construction et du fonctionnement du système, ce qui permet d'étendre le domaine d'application du brûleur, quelles que soient la nature et les dimensions du dispo- sitif en combinaison avec lequel le brûleur muni de son disposi- tif perfeotionné d'alimentation en combustible est utilisé.
D'autres buts de la présente invention consistent dans l'amélioration du rendement du brûleur par la réalisation d'une combustion plus complète et efficace du combustible, don- nant une quantité accrue de ohaleur tout en réalisant des éoono- mies dans la consommation de combustible, et d'autre part dans la propreté qui est due à la suppression de la fumée, de la suie et des autres résidus, de même que dans la réalisation d'un dis- positif d'alimentation simple et d'une sécurité absolue, dont le fonctionnement peut être commandé par le réglage du débit de combustible, soit manuellement, soit automatiquement, soit à la fois manuellement et automatiquement, de manière à augmenter ou diminuer la production de chaleur suivant les besoins,
ce dis- positif comportant également une autre caractéristique favorisant sa sécurité et qui consiste en un joint de fermeture à vide fonctionnant automatiquement dans la conduite d'arrivée du oom- bustible pour fermer cette dernière si c'est néoessaire, tandis qu'il est également muni d'un agencement de mesure automatique du combustible se dirigeant vers le brûleur, pour l'amorçage de ce dernier.
En résumé, la caractéristique essentielle de la pré- sente invention, consiste dans la réalisation, à travers un brû-
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leur à huile du type ci-dessus défini et une source de fournitu- re de ce combustible, d'un circuit au moyen duquel la pression en- gendrée à température élevée à l'endroit du brûleur est dirigée à l'arrière du combustible, pour constituer, dans ce cirouit, une masse de combustible qui est soumise, sur les côtés opposés, à des pressions égales et de sens contraire, au moyen de quoi on réalise des conditions qui permettent au combustible, alors qu'il est sous pression, de passer au brûleur par gravité,
Une autre caractéristique de la présente invention consiste en une chambre d'expansion prévue dans le brûleur et dans laquelle le combustible vaporisé est soumis à une sur- chauffe et est dilaté avant de/passer dans la zone de combus- tion, ce qui a pour résultat qu'il faut une quantité d'air moin- dre pour entretenir la combustion, et que le rendement de la combustion est améliorée
Une caractéristique encore différente de l'invention consiste en des moyens, prévus à l'intérieur de la chambre d'expansion, et servant à la réalisation d'un joint à vide dans la.cuve de fourniture du combustible, ce qui évite l'écoulement du combustible vers le brûleur dans le cas où ce dernier s'ar- rête de fonctionner,
ou bien dans le cas où on ouvrirait par inadvertance le robinet de réglage sur l'arrivée du combustible, les moyens qui viennent d'être indiqués servant également à mesurer l'arrivée du combustible dans la chambre d'expansion lorsqu'on fait démarrer le brûleur.
D'autres caractéristiques de la présente invention consistent dans la limitation du jet dans la conduite d'arrivée du combustible, à titre de sécurité en cas de formation d'une pression excessive dans le dispositif, dans un échangeur de cha- leur pour le réchauffage préalable du combustible liquide avant son passage dans le vaporisateur et pour le refroidissement du gaz qui passe sous pression vers la cuve d'alimentation en com-
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bustible, et dans un jet de refroidissement inoorporé à la con- duite de gaz sous pression, entre le brûleur et le réservoir fournissant le combustible.
Les caractéristiques qui viennent d'être énumérées ainsi que d'autres caractéristiques qui vont ressortir de la description suivante et des dessins annexés s'associent de ma- mière à aboutir à un brûleur à huile, muni d'un système d'ali- mentation, perfectionné, mais cette description et les dessins annexés ne sont donnés, bien entendu, qu'à titre d'exemples, et l'invention n'est limitée en aucune manière aux formes de réalisation décrites et représentées, ainsi que cela va ressor- tir clairement de l'appareil qu'on peut effectivement utiliser, étant donné que des modifications importantes peuvent être ap- portées à ces formes de réalisation suivant le genre d'applioa- tion dans lequel on fait usage du brûleur, et suivant les con- ditions dans lesquelles ce dernier fonotionne,
seules les oarac- téristiques essentielles dont la oombinaison permet la réalisa- tion de la présente invention restant les mêmes dans tous les case
La figure 1 est une représentation schématique du brûleur et de son système d'alimentation en combustible.
La figure 2 représente en partie en une coupe vertica- le, et en partie en élévation, une forme de réalisation pratique possible de l'invention.,
Sur les dessins annexés, 1 désigne un réservoir contenant la réserve de combustible liquide,2 la chambre d'ex- pansion d'un brûleur, et 3 la tubulure à la sortie de laquelle le gaz brûle pour faire ohauffer la chambre 2, le gaz arrivant à la tubulure 3 par le tube 6 depuis la chambre 2, 4 désigne une conduite d'huile montée entre le réservoir 1 et un tube 5 de vaporiseur qui débouche dans la ohambre d'expansion 2, la conduite 4 comportant un robinet 7 de réglage du combustible* tandis que 8 désigne un tube qui relie la chambre d'expansion 2 au sommet du réservoir 1 à combustible, par l'intermédiaire
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d'une conduite 9 sous pression,
et qui sert à recueillir la pres- sion qui règne dans ladite chambre d'expansion.
Lorsque, après avoir été amorcé et réchauffé au préa- lable, le brûleur fonctionne et que le robinet de réglage 7 est ouvert, le combustible passe du réservoir 1 par la conduite 4 dans le tube vaporiseur 5 à la sortie duquel il pénètre dans la chambre 2 et est transformé en un gaz qui se dilate à l'inté- rieur de cette chambre pour engendrer une pression, une partie du gaz sous pression passant dans la tubulure 3, tandis qu'une autre partie de ce gaz passe par la conduite 9 dans la partie supérieure du réservoir 1, à l'arrière du combustible qui se trouve dans ce réservoir.
La transmission de la pression de la chambre 2 dans la cuve 1, à travers la conduite 9 a pour effet d'appliquer à l'arrière du combustible, c'est-à-dire dans la partie supérieu- re du réservoir 1, une pression égale à la contre-pression qui agit dans le tube 5 en sens contraire de l'écoulement du combus- tible dans la conduite 4 en direction de ce tube 5, le résultat étant que le combustible se trouve placé entre deux pressions égales qui agissent sur le combustible dans des sens contraires et se neutralisent ou s'annulent mutuellement, ce qui laisse le combustible libre de s'écouler par gravité à travers la con- duite 4 vers le tube 5, de s'évaporer dans ce dernier et de pas- ser dans la chambre 2 pour sa transformation en un gaz surchauf- fé et dilaté dans cette chambre.
Du fait de l'application de pressions égales et de sens contraire sur les côtés opposés du combustible, ce dernier se trouve comprimé, et on peut tirer profit de cet état pour réaliser un procédé approprié de réglage de la flamme ou de la chaleur, ainsi que cela sera décrit ci-après,
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Le cycle décrit continue de s'accomplir tant qu'on laisse le combustible s'écouler par la conduite 4 vers le tube vaporiseur 5.
Ce qui a été exposé ci-dessus a simplement pour but de faire comprendre le principe ou la caractéristique essentielle de la présente invention, laquelle va être décrite ci-après d'une façon plus détaillée à l'aide d'une forme pratique de réalisation convenant à l'utilisation dans un foyer ou une boite à feu d'un appareil d'utilisation comme par exemple une ohaudière servant à une opération de lavage.
Ainsi que le montre la figure 2 on prévoit une plaque avant 11 contenant des orifices 11a pour le passage de l'air, et agencée de manière à servir de porte de fermeture à un foyer ou à une boîte à feu, un boîtier 12 agencé de ma- nière à se prêter à l'insertion dans le foyer ou la boîte à feu s'étendant à partir de cette plaque 11.
Le réservoir 1 à combustible est supporté par un organe de support 20 à une hauteur oonvenable au-dessus du boîtier 12 pour mettre le combustible oonvenablement en char- ge et de façon à se trouver à l'extérieur du foyer ou de la boîte à feu quand le boîtier 12 a été introduit dans ce foyer ou cette boîte à feu.
Le brûleur comprenant la chambre d'expansion 2 mu- nie des tubes 5,6 et 8, ainsi que de la tubulure à gaz 3 précitée, est placé dans le boîtier 12 à la distance voulue de la plaque 11, et comporte autour de sa partie inférieure un cône inversé 13 de combustion placé de manière à réaliser entre lui-même et la partie inférieure de la chambre 2 une zone de combustion 14,
Le cône de combustion 13 est ouvert à son sommet
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ainsi qu'à sa bases et en dessous de ce cône se trouve une cuvette' ou dépression 15 dans le fond du boîtier 12, qui est destinée à contenir le combustible liquide utilisé pour le chauffage préalable de la chambre 2 au commencement du fonc- tionnement.
Le réservoir à combustible 1 est muni d'un bouchon la de fermeture de l'orifice de remplissage, et est fermé de façon étandche au cours de l'utilisation, et, lorsqu'on le désire, on peut le munir de moyens qui ont pour effet de fer- mer automatiquement l'orifice de sortie du réservoir en direo- tion de la conduite 4 quand on retire le bouchon la, comme par exemple lorsqu'il est nécessaire de verser du combustible dans le réservoir 1. Ceci constitue une mesure de sécurité destinée à éviter le débordement du brûleur au cours de l'opé- ration de remplissage dans le cas où on a laissé ouvert le ro- binet7 de réglage de l'arrivée du combustible, ce robinet com- prenant un clapet à aiguille uni adapté dans la conduite 4 aussi près que possible du tube vaporiseur 5,
La conduite à combustible 4 descend en venant de la cuve 1, puis elle monte et pénètre dans le tube vaporiseur 5, un régulateur de pression 16 étant inséré dans cette conduite 4 de manière à permettre l'utilisation, pour un procédé de ré- glage de la flamme ou de la chaleur auquel il a été fait allu- sion ci-dessus, de l'état de compression imposé au combustible par les pressions agissant dans des sens contraires,
Un échangeur de chaleur 10 monté dans la conduite 9 et que traverse la conduite 4 permet à la chaleur du gaz,qui passe de la chambre2 dans le réservoir 1,d'être transmise au combustible qui passe de cette cuve 1 au tube vaporiseur 5,
ceci ayant pour effet de réchauffer le combustible avant qu'il atteigne le tube vaporiseur 5 et de réduire la température du gaz sous pression dans la conduite 9 avant que ce gaz atteigne
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le réservoir la
Comme le combustible chauffé tend à monter, il est essentiel que la conduite 4 provenant du régulateur 16 soit installée de manière à avoir une pente ascendante continue à travers l'échangeur de chaleur 10 et jusqu'en un point situé au-delà de ce dernier, en vue de favoriser la tendance du com- bustible à monter après qu'il a été chauffé dans l'échangeur de chaleur 10, étant donné que si on avait établi la conduite 4 avec une pente descendante, on aurait réalisé un état de turbulence dans la conduite,
parce que le combustible chauffé tend à monter en sens contraire de l'écoulement du combustible sortant du réservoir 1.
Le régulateur de pression 16 est d'un type habituel et peut comporter un robinet dans la conduite à combustible, ce robinet étant muni d'une tige reliée à un diaphragme flexi- ble actionné par un ressort en vue de maintenir le robinet écarté de son siège et de laisser le passage ouvert à travers le régulateur, l'aotion du ressort pouvant être réglée au moyen d'un bouton 10a fixé sur une tige filetée, ce bouton 10a étant agencé de manière à se déplacer devant un dispositif d'indica- tion, de telle sorte qu'on puisse régler la valeur de la force du ressort de façon qu'elle ne résiste qu'à une pression déter- minée résultent de la compression du combustible entre les pressions de sens opposé agissant sur le diaphragme,
tandis que lorsque la pression dépasse la valeur déterminée précitée le robinet se ferme en s'appliquant sur son siège et en ooupant l'arrivée du combustible par la conduite 4 au brûleur, ce qui met ce dernier hors service*
En vue d'éviter la formation de pressions, dans le système, qui pourraient être dangereuses, on prend des mesures évitant la réalisation de conditions pareilles, et cela en insérant un élément 18 à seotion réduite dans la oonduite 4 à l'entrée du tube vaporiseur 5, de manière à limiter la quanti-
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té de combustible introduite dans ce tube à une valeur suffisan- te à l'obtention d'un degré déterminé et désiré de chaleur, la grandeur de l'orifice de l'élément 18 étant choisie en fonc- tion de celle de l'orifice de la tubulure 3,
de manière à obte- nir une gamme de variation de la flamme et des conditions de pression convenant aux différents usages,
L'élément 18 à section réduite et la tubulure 3 sont l'un et l'autre d'un type habituel et connu,
La conduite sous pression 9 suit, à partir du tube 8 de prélèvement de la pression qui est introduit dans la chambre d'expansion 2, un chemin ascendant jusqu'au sommet du réservoir 1, la partie inférieure de cette conduite pénétrant dans l'échan geur de chaleur 10, à la base de l'une des extrémités de co dernier, tandis que la partie supérieure de ladite conduite 9 sort par l'extrémité opposée de l'échangeur de chaleur 10 au sommet de cette extrémité.
Il est essentiel que la conduite 9 sous pression comporte une pente ascendante continue en direction du réservoir 1 et que l'échangeur de chaleur 10 soit d'une construction tel- le qu'il ne puisse pas se produire d'accumulation de liquide donné dans la conduite 9 et dans l'échangeur de chaleur 10, étant/que de telles accumulations provoqueraient la formation de bouchons de pression dans la conduite 9 et empêcheraient le passage en- tièrement libre du gaz vers le réservoir 1, ce qui aurait pour effet d'arrêter l'écoulement du combustible par la conduite 4 vers le brûleur.
Comme le gaz sous pression qui passe par la conduite 9 de la chambre d'expansion 2 vers le réservoir 1 est porté à une température élevée, et comme il n'est pas avantageux que ce soit un gaz à température élevée qui soit introduit dans ce ré- servoir 1, on prévoit des moyens d'abaissement de la température du gaz avant sa pénétration dans le réservoir 1, et pour assurer
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cet abaissement de la température on prévoit un élément 17 à section réduite à l'extrémité de sortie du tube 8 de prélèvement de la pression, tandis qu'en plus de ce dispositif on retire en outre de la chaleur du gaz dans l'échangeur de chaleur 10 qui sert de chambre de dilatation pour le gaz, dont on retire de la chaleur par conduction vers le combustible qui se trouve dans la conduite 4,
et cela par le fait que le gaz vient au contaot de cette dernière conduite à l'endroit où elle passe à travers l'éohangeur de chaleur 10.
Le refroidissement du gaz par la limitation de son débit à l'aide d'un élément 17 à section réduite permet une plus forte dilatation du gaz dans la conduite sous pression 9, l'échangeur de chaleur 10 et le réservoir 1.
L'absorption de la chaleur du gaz dans l'échangeur de chaleur 10 par le combustible contenu dans la conduite 4 non seulement abaisse la température du gaz, mais également élève la température du combustible, ce qui diminue la viscosi- té de ce dernier et le rend plus facilement apte à la vaporisa- tion dans le tube 5, ce qui a pour effet qu'on obtient le dou- ble effet consistant,d'une part,dans le maintien d'un gain plus uniforme et,d'autre part,dans l'accélération de la vitesse à laquelle on obtient les pressions de fonctionnement,
Le tube vaporiseur 5 et le tube 8 de prélèvement de la pression descendent à l'intérieur de la chambre d'ex- pansion 2, de telle sorte que leur extrémité intérieure et in- férieure ouverte se termine pour l'un et pour l'autre dans des zones de pression semblable ou à peu près,
et que lorsqu'on fait démarrer le brûleur le tube 5 déverse du combustible li- quide dans la chambre d'expansion 2 qui, dans cette circons- tanoe, fait fonction de vaporiseur pour le démarrage.
Toutefois, lorsqu'il se produit suffisamment de cha- leur, la vaporisation du combustible se fait dans le tube 5:
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et la chambre 2 reprend sa fonction propre qui est de permettre au gaz de se dilater sous l'action de la chaleur de la flamme dans la zone de combustion 14, et par ce moyen on obtient une expansion considérable du gaz avant qu'il soit refoulé dans la zone de combustion 14, ceci ayant pour résultat qu'il faut moins d'air pour entretenir la combustion, et qu'on obtient un meilleur rendement pour la combustions
Le tube 5 constitue non seulement un moyen de pré- lèvement de la pression dans la chambre d'expansion 2, pour le transfert de cette pression dans le réservoir 1 et son application à l'arrière du combustible dans ce réservoir,
mais il permet aussi un réglage automatique de l'arrivée du combus- tible au brûleur, comme cela va être indiqué ci-aprèse
Quand le robinet de réglage 7 du combustible est ouvert pour amorcer le brûleur, lors du démarrage de ce der- nier, l'air passe dans le réservoir pour remplacer la combus- tible sorti, et cela par l'intermédiaire de la tubulure 3, du tube 6, de la chambre 2, du tube 8 et de la conduite 9, de telle sorte qu'en faisant descendre le tube 8 convenablement dans la chambre d'expansion 2 et en le terminant à une distance déterminée du fond de cette chambre, on peut obtenir les deux importants effets suivants :
1 ) réglage automatique de la quantité de combustible introduite dans la chambre 2 pour le démarrage ou amorçage;, par la mise en place de l'extrémité ouverte inférieure du tube 8 en un point situé en dessous du niveau de combustible néces- saire à l'amorçage, de telle sorte que, lorsque le combustible atteint ce niveau, il ferme le passage de l'air vers le réser- voir 1 et y établisse un joint à vide qui évite au combus- tible de sortir du réservoir avant la suppression de ce joint.
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3 ) le joint à vide automatique de sécurité fonction- ne comme il vient d'être dit également dans les cas où le robi- net 7 de réglage du combustible a été ouvert accidentellement ou autrement sans que le brûleur ait été mis en service.
Le joint à vide dont il vient d'être question est supprimé lorsque le combustible qui se trouve dans la chambre 2 se vaporise et est transformé en un gaz, lors du chauffage de la chambre 2, l'établissement du joint et sa suppression étant automatiques.
L'extrémité inférieure du tube à gaz 6 porte la tu- bulure 3 qui est dirigée vers la chambre d'expansion 2, le tube 6 étant recourbé sous l'angle nécessaire et passant à travers le fond de la chambre 2 en continuant à monter à l'intérieur de cette dernière de telle sorte que son extrémité supérieure soit aussi près que possible du sommet de cette chambre, en établissant ainsi une distance oonsidérable entre l'extrémité ouverte du tube 6 et l'extrémité ouverte du tube 8 de prélèvement de la pression, de manière à réaliser une marge satisfaisante de sécurité dans les limites de laquelle peut s'établir le joint à vide précité.
L'air nécessaire à la combustion dans le brûleur est admis à travers les trous lla percés dans la porte 11, et à travers le bottier 12 jusque dans le sens de combustion 14, et on peut prévoir à l'aide d'un registre qui coopère avec les trous 11a de la porte 11 et actionné par la broche du robinet de réglage 7, des moyens de faire varier l'admission de l'air à travers les trous précités lla en fonction du degré d'ouver- ture du robinet 7.
il est avantageux d'insérer un filtre 19 dans la con- duite 4 à combustible, entre le réservoir 1 et le régulateur 16,
Pour faire fonctionner le brûleur, on place une pe- tite quantité d'aloool méthylique ou d'un autre combustible vo- latil dans la cuvette ou dépression 15 du boîtier 12, à l'aide
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de n'importe quel moyen approprié, et on l'allume, une porte étant prévue sur le côté du boîtier 12, dans l'appareil repré- senté dans la figure 2, pour permettre cette opération, à la suite de quoi on ouvre entièrement le robinet 7 de réglage du combustible, ce qui provoque également l'ouverture des trous 11a d'admission de l'air,
Le régulateur 16 se règle dans la position dans laquelle il ne permet que la production maximum de la chaleur nécessaire.
Le combustible s'écoule alors par la conduite 4 et le tube vaporiseur a dans la chambre d'expansion 2 jusqu'à ce qu'il atteigne le niveau recouvrant l'extrémité inférieure du tube 8 de prélèvement de la pression, à la suite de quoi le joint à vide est établi dans le réservoir 1, le combustible cessant, de s'écouler de ce réservoir.
Sous l'action de la chaleur provenant de la combus- tion du combustible de réchauffage qui se trouve dans la cu- vette ou dépression 15, le combustible de la chambre 2 se vapo- rise et se transforme en un gaz sous pression dont une partie passe dans la tubulure 3, par le tube 6, et s'allume en contri- buant à chauffer encore davantage la chambre 2.
En même temps, du gaz sous pression passe par la conduite 9 dans le réservoir 1 et rompt le joint à vide réalisé sur le combustible, au cours de l'amorçage du brûleur.
Dès que le joint à vide est rompu, une quantité plus grande de combustible arrive dans le tube vaporiseur 5 et la chambre d'expansion 2, aussi se produit-il davantage de gaz et la pression commence à s'élever, et comme il ne peut pas arriver que la pression augmente jusqu'à ce que le gaz soit pro- duit librement, il n'y a aucun risque, au cours du fonctionnement du brûleur, d'expulsion brusque de combustible brut,
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La combinaison des tubulures est telle qu'il arrive plus de combustible qu'il n'en faut pour produire le gaz néces- saire à l'alimentation de la flamme du brûleur, aussi se produit- il une augmentation constante de la pression dans tout le sys- tème,
jusqu'à ce qu'on ait atteint le point où le gaz consommé est égal à la quantité de combustible qui arrive.
Le réglage du combustible se fait de deux manières, à savoir
1 ) automatiquement, à l'aide du régulateur de pression 16, en fonction de son réglage.
2 ) manuellement, à l'aide du robinet de réglage 7.
Ceci réalise à tout instant le réglage complet et positif du brûleur.
Quoique le brûleur fonctionne d'une manière satis- faisante, lorsque la charge de combustible est faible,il est sensible aux variations du niveau du combustible, ce qui a pour effet que lorsque la charge est faible il faut régler pé- riodiquement le robinet 7 de manière à maintenir la pression de fonctionnement constante, mais l'utilisation du régulateur de pression 16 et l'élévation oonvanable du réservoir 1 assu- rent un fonctionnement continu plus stable et évitent la né- oessité d'un tel réglage. Ceci s'applique particulièrement lorsque le réservoir 1 est placé de façon que son axe longitu- dinal soit horizontal au lieu d'être vertical.
**ATTENTION** fin du champ DESC peut contenir debut de CLMS **.
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Oil burner.
The present invention relates to an oil burner provided with a fuel supply device in which the liquid fuel undergoes preheating and is vaporized with a view to its passage into a combustion chamber for the production of heat.
In known oil combustion devices of the type defined above, the internal pressure generated in the burner has the effect of slowing the flow of fuel towards the burner, requiring the use of means for creating a back pressure and application of the latter to the rear of the fuel, such as for example by the introduction of a pressure in the fuel tank in order to discharge this fuel.
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tible towards the burner, so that the latter can operate.
The use of special means for creating a pressure and its application to the fuel supply device adjoining the oil burner for the aforementioned purpose presents drawbacks which are not easy to overcome and which, until now. 'here, have limited the development of the aforementioned category of burner by / limiting its application to relatively small installations, because when the dimensions of the burners increase, the creation of the back pressure and its application to the rear of the fuel becomes a problem of considerable importance, so much so that from a certain size this category of burner cannot be used economically.
Accordingly, the first object of the present invention is to achieve, for the use of oil burners of the type defined above, a fuel supply system which avoids or overcomes the disadvantage of the use. means for creating and applying a special pressure, and this by using a pressure generated at the burner, so that with regard to the arrival of fuel to the burner, this pressure is canceled itself and that the fuel is able to pass to the burner by gravity, in other words a fuel supply device is produced in which the latter, although it is subjected to pressure, passes into the burner by gravity.
The fact of putting the fuel under pressure, while its transport is done by gravity, makes it possible to take advantage of the pressure generated in the system to control and regulate
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the supply of fuel to the burner, and consequently also the heat produced by this means, which introduces a safety element in the operation of the burner,
A particular advantage which results from the elimination of the means for creating and applying pressure lies in the simplification of the construction and operation of the system, which makes it possible to extend the field of application of the burner, whatever the the nature and the dimensions of the device in combination with which the burner provided with its perfected fuel supply device is used.
Other objects of the present invention are to improve the efficiency of the burner by providing more complete and efficient combustion of the fuel, providing an increased amount of heat while achieving savings in fuel consumption. fuel, and on the other hand in the cleanliness which is due to the suppression of smoke, soot and other residues, as well as in the realization of a simple feeding device and absolute safety , the operation of which can be controlled by adjusting the fuel flow, either manually or automatically, or both manually and automatically, so as to increase or decrease the heat production as required,
this device also comprising another feature promoting its safety and which consists of a vacuum seal operating automatically in the fuel supply line to close the latter if necessary, while it is also fitted with an arrangement for automatically measuring the fuel moving towards the burner, for the latter to be started.
In summary, the essential characteristic of the present invention consists in the realization, through a burner
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their oil of the type defined above and a source for supplying this fuel, a circuit by means of which the pressure generated at high temperature at the location of the burner is directed to the rear of the fuel, to constitute, in this circumstance, a mass of fuel which is subjected, on the opposite sides, to equal pressures and in opposite directions, by means of which conditions are achieved which allow the fuel, while it is under pressure, to go to the burner by gravity,
Another feature of the present invention consists of an expansion chamber provided in the burner and in which the vaporized fuel is subjected to overheating and is expanded before passing into the combustion zone, which results in result that less air is needed to sustain combustion, and combustion efficiency is improved
A still different characteristic of the invention consists of means, provided inside the expansion chamber, and serving to achieve a vacuum seal in the fuel supply tank, which avoids the flow of fuel to the burner in the event that the latter stops operating,
or else in the event that the adjustment valve on the fuel inlet is inadvertently opened, the means which have just been indicated also serve to measure the arrival of fuel in the expansion chamber when the fuel is started. burner.
Other characteristics of the present invention consist in the limitation of the jet in the fuel inlet pipe, as a safety measure in the event of excessive pressure being formed in the device, in a heat exchanger for reheating. liquid fuel before it passes through the vaporizer and for cooling the gas which passes under pressure to the supply tank in com-
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fuel, and in a cooling jet inoorporé to the pressurized gas line, between the burner and the fuel supply tank.
The characteristics which have just been enumerated as well as other characteristics which will emerge from the following description and from the appended drawings are combined in such a way as to result in an oil burner, fitted with a supply system. , improved, but this description and the accompanying drawings are given, of course, only by way of example, and the invention is not limited in any way to the embodiments described and shown, as will become apparent. It is clear from the apparatus which can actually be used, since substantial modifications may be made to these embodiments depending on the kind of application in which the burner is used, and according to the requirements. editions in which the latter works,
only the essential characteristics, the combination of which allows the realization of the present invention, remaining the same in all cases.
Figure 1 is a schematic representation of the burner and its fuel supply system.
Figure 2 shows partly in vertical section, and partly in elevation, a possible practical embodiment of the invention.
In the accompanying drawings, 1 designates a tank containing the reserve of liquid fuel, 2 the expansion chamber of a burner, and 3 the pipe at the outlet of which the gas burns to heat the chamber 2, the gas. arriving at the pipe 3 through the tube 6 from the chamber 2, 4 designates an oil pipe mounted between the reservoir 1 and a vaporizer tube 5 which opens into the expansion chamber 2, the pipe 4 comprising a valve 7 of fuel adjustment * while 8 designates a tube which connects the expansion chamber 2 to the top of the fuel tank 1, via
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a pressurized line 9,
and which serves to collect the pressure which prevails in said expansion chamber.
When, after having been primed and reheated beforehand, the burner is operating and the regulating valve 7 is open, the fuel passes from the tank 1 through line 4 into the vaporizer tube 5 at the outlet of which it enters the chamber. 2 and is transformed into a gas which expands inside this chamber to generate pressure, part of the pressurized gas passing through the pipe 3, while another part of this gas passes through the pipe 9 in the upper part of tank 1, behind the fuel which is in this tank.
The transmission of the pressure from the chamber 2 to the tank 1, through the pipe 9 has the effect of applying to the rear of the fuel, that is to say in the upper part of the tank 1, a pressure equal to the back pressure which acts in tube 5 in the opposite direction to the flow of fuel in line 4 towards this tube 5, the result being that the fuel is placed between two equal pressures which act on the fuel in opposite directions and neutralize or cancel each other out, leaving the fuel free to flow by gravity through line 4 to tube 5, to evaporate in the latter and not - be in chamber 2 for its transformation into a superheated and expanded gas in this chamber.
Due to the application of equal and opposite pressures on opposite sides of the fuel, the latter becomes compressed, and this condition can be taken advantage of to achieve a suitable method of flame or heat control, as well. that this will be described below,
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The cycle described continues to be accomplished as long as the fuel is allowed to flow through line 4 to vaporizer tube 5.
What has been explained above is simply intended to make the principle or the essential characteristic of the present invention understood, which will be described below in more detail with the aid of a practical embodiment. suitable for use in a fireplace or a firebox of an appliance such as for example a boiler used for a washing operation.
As shown in Figure 2 there is provided a front plate 11 containing orifices 11a for the passage of air, and arranged so as to serve as a closing door to a fireplace or a firebox, a housing 12 arranged with so as to lend itself to insertion into the hearth or firebox extending from this plate 11.
The fuel tank 1 is supported by a support member 20 at a suitable height above the housing 12 in order to properly load the fuel and so as to be outside the hearth or firebox. when the housing 12 has been introduced into this hearth or firebox.
The burner comprising the expansion chamber 2 provided with tubes 5, 6 and 8, as well as the aforementioned gas pipe 3, is placed in the housing 12 at the desired distance from the plate 11, and has around its lower part an inverted combustion cone 13 placed so as to form a combustion zone 14 between itself and the lower part of the chamber 2,
The combustion cone 13 is open at its top
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as well as at its base and below this cone there is a bowl 'or depression 15 in the bottom of the housing 12, which is intended to contain the liquid fuel used for the preheating of the chamber 2 at the start of operation. .
The fuel tank 1 is provided with a cap 1a for closing the filling orifice, and is tightly closed during use, and, when desired, it can be provided with means which have for the effect of automatically closing the outlet of the tank in line with the pipe 4 when the plug 1a is removed, as for example when it is necessary to pour fuel into the tank 1. This constitutes a measure safety device intended to prevent the burner from overflowing during the filling opera- tion if the fuel inlet adjustment valve7 has been left open, this valve comprising a plain needle valve fitted in line 4 as close as possible to vaporizer tube 5,
The fuel line 4 goes down coming from the tank 1, then it rises and enters the vaporizer tube 5, a pressure regulator 16 being inserted in this line 4 so as to allow the use, for an adjustment process. the flame or heat referred to above, the state of compression imposed on the fuel by the pressures acting in opposite directions,
A heat exchanger 10 mounted in pipe 9 and through which pipe 4 passes allows the heat from the gas, which passes from chamber 2 to tank 1, to be transmitted to the fuel which passes from this tank 1 to the vaporizer tube 5,
this having the effect of heating the fuel before it reaches the vaporizer tube 5 and of reducing the temperature of the pressurized gas in line 9 before this gas reaches
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the tank there
As the heated fuel tends to rise, it is essential that the line 4 from the regulator 16 is installed so as to have a continuous upward slope through the heat exchanger 10 and to a point beyond the latter. , in order to promote the tendency of the fuel to rise after it has been heated in the heat exchanger 10, given that if the line 4 had been established with a downward slope, a state of turbulence would have been achieved in driving,
because the heated fuel tends to rise in the opposite direction of the flow of fuel leaving tank 1.
The pressure regulator 16 is of a conventional type and may include a valve in the fuel line, this valve being provided with a rod connected to a flexible diaphragm actuated by a spring in order to keep the valve away from its position. seat and leave the passage open through the regulator, the action of the spring being adjustable by means of a knob 10a fixed on a threaded rod, this knob 10a being arranged so as to move in front of an indicating device. tion, so that the value of the spring force can be adjusted so that it resists only a determined pressure resulting from the compression of the fuel between the pressures of opposite direction acting on the diaphragm,
while when the pressure exceeds the aforementioned determined value, the valve closes by applying itself to its seat and cutting off the fuel supply via line 4 to the burner, which puts the latter out of service *
In order to avoid the formation of pressures in the system, which could be dangerous, measures are taken to avoid the occurrence of such conditions, and this by inserting an element 18 with reduced pressure in the pipe 4 at the inlet of the tube. vaporizer 5, so as to limit the quantity
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tee of fuel introduced into this tube at a value sufficient to obtain a determined and desired degree of heat, the size of the orifice of the element 18 being chosen as a function of that of the orifice tubing 3,
so as to obtain a range of flame variation and pressure conditions suitable for different uses,
The element 18 with reduced section and the tubing 3 are both of a usual and known type,
The pressure pipe 9 follows, from the pressure sampling tube 8 which is introduced into the expansion chamber 2, an ascending path to the top of the tank 1, the lower part of this pipe entering the outlet heat exchanger 10, at the base of one of the ends of the latter, while the upper part of said pipe 9 exits through the opposite end of the heat exchanger 10 at the top of this end.
It is essential that the pressurized line 9 has a continuous upward slope towards the tank 1 and that the heat exchanger 10 is of such a construction that no accumulation of given liquid can occur in it. pipe 9 and in the heat exchanger 10, being / that such accumulations would cause the formation of pressure plugs in the pipe 9 and prevent the completely free passage of gas to the tank 1, which would have the effect of '' stop the flow of fuel through line 4 to the burner.
As the pressurized gas which passes through line 9 from the expansion chamber 2 to the reservoir 1 is brought to a high temperature, and since it is not advantageous for a gas at high temperature to be introduced into this tank 1, means are provided for lowering the temperature of the gas before it enters the tank 1, and to ensure
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this lowering of the temperature an element 17 of reduced section is provided at the outlet end of the pressure sampling tube 8, while in addition to this device heat is also removed from the gas in the heat exchanger. heat 10 which serves as an expansion chamber for the gas, from which heat is removed by conduction to the fuel which is in line 4,
and this by the fact that the gas comes to the contaot of this last pipe at the place where it passes through the heat exchanger 10.
The cooling of the gas by limiting its flow rate using an element 17 with a reduced section allows greater expansion of the gas in the pressurized pipe 9, the heat exchanger 10 and the tank 1.
The absorption of heat from the gas in the heat exchanger 10 by the fuel contained in the line 4 not only lowers the temperature of the gas, but also raises the temperature of the fuel, which lowers the viscosity of the latter and makes it more easily suitable for vaporization in tube 5, which has the effect of obtaining the double effect consisting, on the one hand, in maintaining a more uniform gain and, on the other hand part, in the acceleration of the speed at which the operating pressures are obtained,
The vaporizer tube 5 and the pressure sampling tube 8 descend inside the expansion chamber 2, so that their open inner and lower ends terminate for one and the other. other in areas of similar or similar pressure,
and that when the burner is started, the tube 5 pours liquid fuel into the expansion chamber 2 which, in this circumstance, acts as a vaporizer for starting.
However, when sufficient heat is produced, the fuel vaporizes in tube 5:
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and the chamber 2 resumes its proper function which is to allow the gas to expand under the action of the heat of the flame in the combustion zone 14, and by this means a considerable expansion of the gas is obtained before it is discharged into the combustion zone 14, this having the result that less air is needed to support the combustion, and that a better efficiency is obtained for the combustion
The tube 5 not only constitutes a means of taking off the pressure in the expansion chamber 2, for the transfer of this pressure in the tank 1 and its application to the rear of the fuel in this tank,
but it also allows automatic adjustment of the arrival of fuel to the burner, as will be indicated below.
When the fuel adjustment valve 7 is open to prime the burner, when the latter starts up, the air passes into the tank to replace the fuel released, and this through the pipe 3, of the tube 6, of the chamber 2, of the tube 8 and of the pipe 9, so that by lowering the tube 8 suitably into the expansion chamber 2 and terminating it at a determined distance from the bottom of this chamber , the following two important effects can be obtained:
1) automatic adjustment of the quantity of fuel introduced into chamber 2 for starting or priming ;, by placing the lower open end of tube 8 at a point below the level of fuel required for the 'priming, so that, when the fuel reaches this level, it closes the passage of air to the tank 1 and establishes there a vacuum seal which prevents the fuel from leaving the tank before the removal of this seal.
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3) the automatic safety vacuum seal works as has just been said also in cases where the fuel control valve 7 has been opened accidentally or otherwise without the burner having been put into service.
The vacuum seal just discussed is removed when the fuel in chamber 2 vaporizes and is transformed into a gas, when chamber 2 is heated, the seal is established and removed automatically .
The lower end of the gas tube 6 carries the tube 3 which is directed towards the expansion chamber 2, the tube 6 being bent at the necessary angle and passing through the bottom of the chamber 2 while continuing to rise. inside the latter so that its upper end is as close as possible to the top of this chamber, thus establishing a considerable distance between the open end of the tube 6 and the open end of the tube 8 for sampling. pressure, so as to achieve a satisfactory safety margin within the limits of which the aforementioned vacuum seal can be established.
The air necessary for combustion in the burner is admitted through the holes lla drilled in the door 11, and through the casing 12 up to the direction of combustion 14, and it is possible to provide with the aid of a register which cooperates with the holes 11a of the door 11 and actuated by the spindle of the regulating valve 7, means for varying the admission of air through the aforementioned holes 11a according to the degree of opening of the valve 7 .
it is advantageous to insert a filter 19 in the fuel line 4, between the tank 1 and the regulator 16,
To operate the burner, a small amount of methyl alcohol or other volatile fuel is placed in the bowl or depression 15 of the housing 12, using
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by any suitable means, and it is turned on, a door being provided on the side of the housing 12, in the apparatus shown in FIG. 2, to allow this operation, following which it is fully opened. the fuel adjustment valve 7, which also opens the air intake holes 11a,
The regulator 16 is adjusted in the position in which it only allows the maximum production of the necessary heat.
The fuel then flows through line 4 and the vaporizer tube a into the expansion chamber 2 until it reaches the level covering the lower end of the pressure sampling tube 8, following whereby the vacuum seal is established in the tank 1, the fuel ceasing to flow from this tank.
Under the action of the heat coming from the combustion of the reheating fuel which is in the vat or depression 15, the fuel in the chamber 2 vaporizes and is transformed into a pressurized gas, part of which is passes into tubing 3, through tube 6, and lights up, helping to further heat chamber 2.
At the same time, pressurized gas passes through line 9 into tank 1 and breaks the vacuum seal made on the fuel, during the ignition of the burner.
As soon as the vacuum seal is broken, more fuel flows into the vaporizer tube 5 and the expansion chamber 2, so more gas is generated and the pressure begins to rise, and as it does not The pressure cannot increase until the gas is produced freely, there is no risk, during the operation of the burner, of sudden expulsion of raw fuel,
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The combination of the pipes is such that more fuel comes in than is needed to produce the gas needed to feed the burner flame, so there is a constant increase in pressure throughout. the system,
until the point has been reached where the gas consumed equals the quantity of fuel arriving.
The fuel adjustment is done in two ways, namely
1) automatically, using the pressure regulator 16, depending on its setting.
2) manually, using the adjustment valve 7.
This realizes the full and positive adjustment of the burner at all times.
Although the burner is operating satisfactorily, when the fuel load is low it is sensitive to variations in the fuel level, which means that when the load is low it is necessary to periodically adjust valve 7. so as to keep the operating pressure constant, but the use of the pressure regulator 16 and the optional rise of the tank 1 ensures more stable continuous operation and obviates the need for such adjustment. This particularly applies when the tank 1 is placed so that its longitudinal axis is horizontal instead of vertical.
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