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DISPOSITIF DE COMMANDE SIMULTANEE D'ADMISSION DE COMBUSTIBLE ET D'AIR COMBURANT DANS UN BRULEUR OU FOYER. REGLABLE POUR ET ADAPTABLE A CHAQUE FOYER.
La présente invention concerne les dispositifs utilisés pour le réglage de l'alimentation en combustible et en air de combustion dans des brûleurs ou foyers utilisant des combustibles solides, liquides pu gazeux.
Il est connu que de nombreux brûleurs, notamment au mazout, sont munis de dispositifs imaginés en vue d'assurer un mélange de com- bustible et d'air comburant se rapprochant autant que possible du maximum théorique des corps en présence. Mais les dispositifs existants sont empiriques et ne permettent pas d9atteindre des teneurs de CO2 maxima à toutes les allures.
En effet, si on reporte sur un graphique les variations de débit d'une part, du combustible d'autre part, de lair comburant en fonction du déplacement angulaire ou linéaire d'un clapet, on s'aper- çoit que les courbes ne sont nullement semblables et ne peuvent se re- couvrir qu'en un ou au maximum deux points du parcours.
En outre, les pressions de l'air, sil est insufflé, et celles du combustible liquide ou gazeux peuvent changer d'un foyer à un autre et il faut pouvoir adapter dans chaque cas le réglage air-huile ou air-combustible d'une manière plus générale.
On a déjà préconisé de faire usage d'un organe intermédiai- re réglable pour n'admettre 1-'air de combustion qu'en fonction du débit de combustible, tenant compte de l'analyse des gaz brûlés, mais les ap- pareils Qonnus jusqu'ici travaillent par saccades avec des retours en arrière de la vanne de réglage d'air lors du passage d'un point de ré- glage à son voisin.
La.présente invention a pour but de remédier à ces incon- vénients et de procurer un dispositif permettant, pour tout brûleur à
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mazouts à charbon ou à gaz;, de donner sur toute la plage de réglage un mé- lange de combustible et d'air comburant, se rapprochant le plus possible du maximum théorique et cela quelles que soient les conditions de tirage.
Dans ce but, le dispositif, objet de l'invention;, du genre comportant un organe intermédiaire entre l'admission d'air et l'admission de combustible et pourvu d'un certain nombre de pièces amovibles et ré- glables suivant les analyses de gaz brûlées pour chaque position de la vanne d'admission du combustible, est caractérisé en ce que cet organe intermédiaire agit d'une manière continue sur la vanne d'admission d'air, de sorte que celle-ci occupe une position correspondant au rendement ma- ximum par rapport au combustible admis pour chacune des positions de l'or- gane intermédiaire, sans discontinuité et sans oscillation.
Dans la réalisation pratique de l'inventions l'organe inter- médiaire est constitué par un plateau à fentes dans lesquelles sont fi- xées suivant l'analyse des gaz de combustion, des pièces amovibles con- stituées par des vis ou boulons partant des plaquettes de guidage qui déterminent les unes à la suite des autres, un chemin continu de dépla- cement pour l'extrémité d'un levier qui commande la position de la vanne de réglage d'air.
Suivant une autre forme d'exécution, 1?organe intermédiaire est constitué par un axe rotatif portant un certain nombre de bras déca- lés les uns par rapport aux autres, dont la longueur et la position sont réglables et qui peuvent entrer en contact les uns à la suite des autres et de manière progressive et continue, avec une surface solidaire d'un levier agissant sur la vanne d'admission de l'air de combustion.
Suivant une autre variante d'exécution l'organe intermé- diaire est réglé suivant les variations de pression régnant dans le con- duit de combustible liquide.
Afin de bien faire comprendre l'invention, on en donnera ci-après des exemples de réalisation.
La fig. 1 représente schématiquement en vue perspective un dispositif de ce genre à déplacement linéaire pour combustible liquide ou gazeux, agissant sur les vannes de combustible et d'air et se présen- tant sous forme de grille à chemin de roulement réglable suivant les analyses des gaz brûlés.
La fig. 2 est une vue partielle agrandie de la grille.
La fig. 3 en est la vue de coté.
La fig. 4 représente une autre forme de construction du dis- positif à déplacement rotatif, agissant sur la vanne de réglage d'air.
La fig. 5 est un exemple de réalisation de la liaison de l'axe de ce dispositif avec la commande réglant l'amenée de combustible.
La fige 6 montre un schéma de réglage de la vanne de ré- glage d'air par un organe intermédiaire dépendant de la variation de pression régnant dans le conduit d'un combustible liquide dans un gicleur à débit variable.
La fig. 7 montre en coupe une partie de cet organe intermé- diaire.
Dans ces figures, 1 désigne un levier commandé manuellement ou par un servo-moteur électrique ou mécanique, modulant ou non, répon- dant aux impulsions d'un thermostat, pyrostat ou manostat. Ce levier 1 entraîne, par l'intermédiaire d'un arbre 2, une vanne à boisseau 3 (la vanne à boisseau peut être éventuellement remplacée par une "relief- valve" ou tout autre). La vanne 3 modifie le débit d'un combustible liquide ou gazeux circulant dans le tuyau 4.
Le même levier 1 commande par l'intermédiaire d'un levier 5,
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portant un ergot 6, un basculeur 7 dont le mouvement pivotant'autour d'un axe 8 est transformé en mouvement linéaire par un jeu de leviers 9 et 10.
A l'extrémité de ce jeu de leviers se trouve un plateau 11 portant un cer- tain nombre de fentes 12, sur chacune desquelles sont placées deux'vis 13 solidaires chacune d'une tôle orientable 14 (fig. 2). La succession de ces tôles crée entre elles un "chemin de roulement continu dirigé" 15, dans lequel se déplace un ergot à galet 16 fixé sur un levier 17 agissant sur un basculeur 18 pivotant autour d'un axe 19 et commandant à son tour, par un ergot 20, un levier 21 et fixé sur l'axe 22 d'un clapet d'air 23 placé dans une gaine 24.
Pour obtenir un mélange optimum air-combustible, il suffit de fixer les vis 13 dans leur fente correspondante à la place correspondant à la position de l'ergot 16 et, par conséquents du clapet d9air 23 donnant à l'analyse des gaz la meilleure teneur en CO2 sans CO ou avec le minimum de CO. Lorsque le réglage a été fait pour chacune des fentes 12, on a obtenu un chemin de roulement continu 15 obligeant le clapet d'air 23 à se trouver toujours à l'angle d'ouverture requis quelle que soit la po- sition du levier 1.
Suivant un autre mode d'exécution, le dispositif agit par rotation sur les organes de réglage de l'amenée d9air en fonction de l'a- menée de combustible.
Un axe 30 porte une série de doigts 31 dont 1?orientation et la longueur sont réglables et qui sont décalés les uns par rapport aux autres à la manière des doigts d'une main ouverte ou des tiges de raidis- sement d'un éventail. Ces doigts s9appuyent sur une tôle 32 pouvant pivoter autour d'un axe 33 et qui est relié à une bielle 34 agissant sur un levier 35 commandant le clapet d'air (non représenté) monté sur 19axe 36. Un ressort de rappel 37 maintient le contact de la tôle 32 avec l'extrémité de l'un ou de 1-'autre doigt 31.
Les doigts 31 doivent être suffisamment rapprochés pour que l'un d'eux commence à toucher la tôle 32 avant que le doigt en con- tact avec celle-ci ne commence à s'effacer. De cette manière, on peut réaliser un mouvement continu de pivotement de la tôle 32 autour de son axe 33 et éviter une succession d'avances et de reculs de cette tôle en contact avec les différents doigts qui se succèdent.
Pour obtenir un rendement maximum de la combustion, il suffit de régler l'orientation et la longueur des doigts suivant les indica- tions données par les analyses de gaz,de façon à obtenir que pour tou- tes les positions de la vanne d'admission de combustible,une propor- tion optimum de l'air de combustion soit admise en vue de réaliser en chaque point la combustion la plus parfaite possible.
L'axe 30, qui commande finalement la position de la vanne de réglage d'air fixée sur l'axe 36, est, d'autre part, en relation avec 1?organe de réglage 37 de l'arrivée de combustible. Cette rela- tion peut être'quelconque et elle est représentée., à titre d'exemple, par un mécanisme du genre représenté fig. 5.
L'organe de réglage ou vanne, ou robinet-37,, est monté sur un châssis 38 qui' porte, d-autre part, un servo-moteur modulant 39 ou éventuellement un volant à main (non représenté) exerçant la même fonc- tion que le servo-moteur 39. Le pignon 40 de ce servo-moteur entraine par une chaîne 41 ou organe analogue,, un pignon 42 qui commande par une transmission 43 à excentrique ou bielle et manivelle un levier 44 qui agit sur la axe 30 et par les bielles 45 et 46, sur 1-'axe 37 de 1° or- gane de réglage de 1-'arrivée du combustible.
D'autre part, la longueur des leviers 45 et 46 est réglable par les manchons 47. La variation de longueur du levier 45 permet de choisir le point de départ du clapet dont l'axe est en 37. La variation
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de longueur du levier 46 permet de varier la longueur de la course, c'est- à-dire l'angle de déplacement de ce clapet.
Dans ces conditions,une modification de la position de la vanne de combustible fixée sur l'axe 37 et commandée par le servo-moteur 39 ou la commande manuelle qui peut le remplacer, entraîne, par l'inter- médiaire de l'axe 30 du dispositif portant les doigts réglables 31, la modification de la position du clapet de réglage ou de la vanne d'air fi- xée sur l'axe 36, la position des doigts 31, ainsi que leur longueur ayant été réglée suivant les analyses des gaz brûlés pour que la combus- tion soit optimum.
Dans l'exemple représenté figa 6 et 7, la came à doigts agis- sant sur le clapet d'air est commandé par un piston hydraulique se dé- plaçant suivant les variations de pression régnant dans la conduite d'hui- le.
La fig. 6 est un schéma de l'ensemble du dispositif. Une pompe 51 aspire le mazout d'un réservoir et le refoule sous une certaine pression dans une conduite. Cette pression est fixée dans une soupape de décharge 52 d'un type connu, au moyen d'un volant 53 et est indiquée par un manomètre 58'. L'huile est refoulée par un orifice 55. L'huile de décharge revient à l'aspiration de la pompe par un orifice 54. L'huile passe par un gicleur 56 et l'excès d'huile arrive à une soupe de déchar- ge 57 qui règle, dans la conduite de retour, la pression dont dépend le débit du gicleur. En agissant sur le volant 53' de cette soupape, soit à la main, soit avec un servo-moteur quelconque, on varie le débit du brûleur. Un tuyau relie la soupape 57 à un manomètre 5811 et à un piston hydraulique 59 conçu comme suit (fig. 7).
L'huile entre par 61 et agit sur un piston 62 freiné par un ressort calibré 63 et commandant une ti- ge 71. L'huile qui se serait infiltré au-dessus du piston 62 est ramenée à l'aspiration de la pompe par 64. Le presse-étoupe est formé par les pièces 65 et 66. Un cadre ou bâti 70 est fixé sur le corps du cylindre 59 par la pièce 65. Ce cadre porte un guide 75 de la tige 71 et un guide 75' d'une tige 74. Les doigts de longueur réglable 72 fixés sur la tige 71 appuient sur le piston 74 par l'intermédiaire d'une lame de ressort 73.
Le piston 74 actionne un clapet 79 monté sur un axe 78, par l'intermédiai- re des leviers 76 et 77. Ce clapet 79 a tendance à revenir toujours à la position fermée par le contre-poids ou ressort 80.
La ressort 73 doit avoir une longueur suffisante pour dépas- ser le doigt le plus éloigné lorsque celui-ci arrive à l'extrémité de sa course, de façon qu'aucun des doigts ne puisse s'accrocher au ressort en descendant. En effet, l'extrémité du ressort a tendance à se redres- ser et à s'appuyer sur les doigts ayant dépassé le piston 74.
Il est évident que l'on peut apporter de nombreuses varian- tes de construction et de montage pour les organes intermédiaires reliant le dispositif mis au point suivant les analyses des gaz brûlés, d'une part, avec l'admission de combustion, d'autre part, avec l'admission d'air de combustion.