BE587419A - - Google Patents
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Description
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Dispositif de commande de débit de liquide.
La présente invention concerne un dispositif de commande de débit de liquide servant à débiter du liquideà un débit volu- métrique pratiquement constant. L'invention s'applique à de tels dispositifs à différentes fins, par exemple pour commander le débit d'huile lubrifiante à une ou plusieurs pièces, ou pour commander le débit de combustible liquide aux chambres de combustion de brûleurs à combustible liquide.
Un dispositif de commande de débit de liquide suivant l'invention comprend un récipient symétrique par rapport à un axe et monté de façon à tourner autour de cet axe, qui est vertical, un dispositif d'alimentation et de commande du liquide agencé de façon à amener le liquide à débiter à l'intérieur du récipient en l'y maintenant au niveau désiré,mesuré près de l'axe pendant le
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fonctionnement du dispositif, et un dispositif d'entraînement pour faire tourner le récipient autour de son axe, le récipient étant pourvu à son extrémité supérieure d'une ou de plusieurs ouvertures ou sorties de liquide à travers lesquelles le liquide proche de la paroi du récipient qui a été élevé plus haut que le niveau atteint près de l'axe est éjecté, lorsque le récipient est entraîné en rotation.
Le récipient se présente avantageusement sous forme d'un tube vertical de section circulaire, dont la partie supérieure ouverte constitue la seule ouverture de sortie, et dans ce cas, le tube est par exemple de diamètre approximativement constant sur toute sa longueur ou, ce qui peut être préférable dans beaucoup de cas, il comporte un passage intérieur s'évasant régulièrement, dont le diamètre augmente progressivement vers le haut, ce passage se terminant à l'extrémité supérieure du tube ou débouchant dans une partie d'extrémité supérieure cylindrique.
Dans une forme de réalisation préférée, le récipient se présente sous forme d'un tube dont la partie supérieure est ouverte et dont l'extrémité supérieure au moins est de forme tronconique, sa partie de plus grand diamètre étant située à son extrémité supérieure ouverte.
Le dispositif d'alimentation du linuide du récipient maintenant un niveau de liquide désiré dans ce récipient peut varier, mais dans une forme de réalisation préférée, le dispositif d'alimentation et de commande de liquide comprend un dispositif qui amène le liquide à débiter à l'intérieur du récipient à une vitesse dépassant celle à laquelle le liquide est éjecté de la ou des sorties, et un tuyau de décharge, pour évacuer l'excès de liquide, dont l'embouchure est placée dans de récipient, près de son axe, et à un niveau propre à maintenir le niveau désiré de liquide dans le récipient près de cet axe.
Dans une telle disposition, le tuyau de décharge peut être un tuyau de trop-plein à extrémité supérieure ouverte qui s'étend coaxialement au récipient, vers le haut à partir de sa partie inférieure.
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Dans la plupart des cas, des dispositifs sont prévus pour modifier la vitesse de débit de l'éjection du liquide du récipient, et ces dispositifs peuvent comprendre des dispositifs qui font varier le niveau désiré auquel le liquide est maintenu dans le récipient près de son axe, et/ou des dispositifs qui modifient la vitesse de rotation du récipient autour de son axe.
Ainsi, dans le cas où le niveau désiré est maintenu par un tuyau de trop-plein, la hauteur de l'entrée de ce tuyau peut être réglable afin de modifier le niveau du liquide contenu dans le récipient, près de son axe.
Le dispositif amenant le liquide à l'intérieur du réci- pient peut être un dispositif agissant par gravité comprenant, si on le désire, un dispositif à niveau constant du type commandé par un flotteur par lequel une hauteur constante de liquide et si on le désire, le niveau constant du liquide près de l'axe du ré- cipient peuvent être maintenus. En variante, cependant, le dispo- sitif amenant le liquide à l'intérieur du récipient peut comprendre un passage hélicoïdal disposé coaxialement dans la partie inférieure du récipient ou dans un prolongement vers le bas de ce récipient, le passage tournant avec le récipient ou le récipient tournant par rapport au passage dont une extrémité communique avec une source de liquide et l'autre extrémité avec l'intérieur du récipient.
Cela étant, le passage hélicoïdal peut être formé par un organe enroulé autour de la partie inférieure du tuyau de trop-plein et fixé à celui-ci'
L'extrémité inférieure du tuyau de trop-plein plonge de préférence dans un réservoir à liquide avec lequel l'extrémité inférieure du passage hélicoïdal communique également, l'extrémité inférieure du tuyau de trop-plein comportant un écran qui y est fixé pour empêcher le liquide aéré provenant du tuyau de trop-plein d'être aspiré dans le passage hélicoïdal,
Une ou plusieurs saillies peuvent être prévues dans le récipient sur la paroi pour contribuer à imprimer un mouvement au liquide,
ces saillies étant de préférence placées en dessous de la
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partie évasée du passage du récipient lorsqu'un tel évasement est prévu, et pouvant se présenter sous forme d'aubes qui s'éten- dent radialement vers l'intérieur et qui sont prévues sur la paroi intérieure du récipient.
Une lèvre, une plaque ou un organe analogue qui s'étend radialement peut être prévu près de la ou des ouvertures de sortie du récipient et sert d'organe éjecteur pour le liquide qui en est éjecté;, afin par exemple de chasser ce liquide dans un anneau collecteur ou élément analogue par lequel il peut être déchargé en un ou plusieurs points désirés à des fins de combustion, de lubrification ou autres, ou être renvoyé dans un carter ou réservoir. Lorsque le dispositif de commande'de débit de combusti- ble est utilisé avec un brûleur à combustible liquide, la lèvre peut être pourvue d'ailettes ou d'organes analogues contribuant à la décharge radiale du combustible éjecté de la ou des sorties ou ouvertures.
Comme décrit, l'invention peut être appliquée à un ' dispositif de commande de débit de liquides à différentes fins, mais elle s'applique particulièrement à un brûleur à huile combusti-! ble liquide. Ainsi, suivant une autre particularité de la présente invention, un brûleur à huile combustible liquide peut comprendre un dispositif de commande de débit du genre spécifié, dans lequel le récipient est conformé, près de la ou des ouvertures de sortie, ' de façon à débiter le liquide dans l'air environnant pour y être brûlé.
L'invention peut être réalisée de différentes façons, mais une forme d'exécution particulière, appliquée à un appareil destiné à être utilisé avec un petit brûleur à huile combustible d'une installation de distribution domestique d'eau chaude ou de chauffage central sera décrite ci-après, à titre d'exemple, avec référence au dessin annexé.
L'appareil comprend un réservoir de liquide comportant deux compartiments communicante.-.
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L'huile combustible provenant d'un réservoir principal est amenée, par exemple par gravité, dans un des compartiments, ci-après appelé chambre à niveau constant 1, par l'intermédiaire d'une valve à pointeau 2 commandée par un flotteur 3 du type classique de carburateur. L'autre compartiment du réservoir (ci- après appelé chambre principale 4 est séparé de la chambre à niveau constant 1 par une cloison 5 de séparation, à l'exception de petits passages d'air et de liquide 6 et 7 respectivement prévus près des parties supérieure et inférieure de la cloison de sépa- ration.
Le flotteur 3 maintient ainsi un niveau approximativement constant d'huile combustible dans la chambre principale 4 et dans la chambre à niveau constant 1.
La chambre principale 4 est pourvue d'un couvercle amo- vible qui constitue une plaque de base 8 sur laquelle est monté un support tubulaire vertical 9 dont la partie supérieure 11 formant support de coussinet est pourvue de deux coussinets en bronze 12 auto-lubrifiants espacés l'un de l'autre et montés dans le support.
Ces coussinets 12 servent à supporter un dispositif de commande de débit qui se présente sous forme d'un ensemble tubulaire 13 traversant verticalement le support tubulaire 9 avec son extré- mité inférieure 14 sous la surface 15 de l'huile combustible con- tenue dans la chambre principale 4, et son extrémité supérieure 16 dépassant le support tubulaire 9.
L'ensemble tubulaire 13 comprend un tuyau extérieur appelé ci-après tuyau de combustible 12, de section circulaire, dont la partie inférieure est de diamètre constant et est vertica- lement supportée de façon à tourner dans les coussinets 12. Le tuyau extérieur peut être entraîné en rotation à une certaine vi- tesse autour de son axe par un moteur électrique 18 monté près du réservoir 4, l'arbre d'entraînement 19 du moteur électrique 18 étant accouplé par une courroie 21 traversant une fente 22 ménagée dans le support tubulaire 9 à un manchon 23 formant poulie fixe sur le tuyau de combustible 17.
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L'extrémité supérieure du tuyau extérieur 17 forme le récipient(appelé ci-après le tube de sortie 24) et se présente sous forme d'un cône tronqué inversé dont l'extrémité inférieure est prolongée par l'extrémité supérieure du tuyau de combustible 17, tandis que son extrémité supérieure est ouverte de façon à former une embouchure 25 qui forme l'ouverture de sortie et qui est Evasée vers l'extérieur de façon à former, à sa partie d'extré- mité, une lèvre horizontale 26.
Un tuyau vertical de trop-plein 27 qui est empêché de tourner mais oui est mobile verticalement, est monté concentri- quement dans le tuyau de combustible 17, l'extrémité supérieure du tuyau 27 s'étendant dans le tube de sortie 24, et son extrémité inférieure, qui dépasse de l'extrémité inférieure du tuyau de combustible 17, est reliée à une extrémité d'une lame rigide horizontale 28 dont l'autre extrémité est fixée à la base d'une tige de commande 29 verticale et qui est verticalement mobile.
La tige de commande 29 traverse un alésage vertical 31 ménagé dans l'enveloppe de la chambre principale 4, ainsi au'un alésage correspondant 32 ménagé dans la plaque de base 8 pour dépasser du couvercle, d'où elle peut être actionnée, comme on le désire, pour régler la hauteur de l'extrémité supérieure du tuyau de trop-plein 27 dans le tube de sortie 24. 'Un joint d'étanchéité 33, placé dans l'extrémité supérieure de l'alésage 31 ménagé dans l'enveloppe, entoure-étroitement la tige de commande 29 et la maintient dans sa position réglée.
L'extrémité supérieure du tuyau de trop-plein 27 est pourvue d'une série de petites fentes verticales 30 qui s'étendent jusqu'à l'extrémité du tuyau et qui servent de seuils du trop- plein.
Le tuyau de trop-plein 27 est maintenu coaxialement dans le tuyau de combustible 17 par un organe hélicoïdal 34 qui est fixé à la surface extérieure de la partie inférieure du tuyau de trop-plein 27, une petite aisance de travail étant prévue entre l'organe hélicoïdal 34 et la surface intérieure du tuyau
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de combustible 17.
L'organe hélicoïdal 34 forme ainsi, entre les parties inférieures du tuyau de combustible 17 et du tuyau de trop-plein 27, un passage hélicoïdal et, lorsque le tuyau de combustible 17 tourne dans le sens approprié, l'huile combustible est aspirée vers le haut par l'action de pompage ainsi produite par la régi?tance due à la viscosité de l'huile, à travers le passage de la chambre principale 4 vers le tube de sortie 24 et dans ce dernier, l'huile combustible contenue dans le passage hélicoïdal sert de lubrifiant entre le tuyau de combustible rota- tif 17 et l'organe hélicoïdal fixe 34.
En variante, l'organe hélicoïdal peut être fixé à la surface intérieure de la partie inférieure du tuyau de combustible 17 et peut tourner avec ce tuyau par rapport à la paroi extérieure oui ne tourne pas du tuyau de trop-plein 27, afin de produire le même effet de pompage.
Un écran 35, oui se présente sous forme d'un cône tronqué inversé creux, est monte concentriquement sur l'extrémité infé- rieure du tuyau de trop-plein 27, l'extrémité supérieure ouverte du cône tronqué ayant un diamètre supérieur à celui du tuyau de combustible 17. Cet écran 35 empêche l'huile combustible aérée sortant de l'extrémité inférieure du tuyau de trop-plein 27 d'être immédiatement aspirée dans le passage hélicoïdal.
A l'endroit où le tuyau de combustible traverse la plaque de base 8, il est entouré d'un joint d'étanchéité annulaire en caoutchouc 36 du type à cuvette de cuir monté dans un logeaient en ' caoutchouc 37 oui est lui-même logé entre la plaque de base 8 et l'enveloppe de la chambre principale.
Pour contribuer à imprimer un mouvement au liquide contenu dans le tuyau de combustible 17, on peutprévoir deux ou plusieurs saillies qui se présentent sous forme d'aubes s'étendant radiale- ment vers l'intérieur dans le tuyau de combustible en dessous du tube de sortie 24, comme indiqué en 38. Ces aubes 38 s'étendent vers l'intérieur presoue jusqu'au tuyau de trop-plein 27 et divisent :
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ainsi cette partie du tuyau de combustible en deux ou plusieurs passages verticaux.
Le dispositif fonctionne de la façon suivante : Un niveau constant d'huile combustible estmaintenu dans le réservoir par le flotteur 3 de la chambre à niveau constant 1. Lorsaue le moteur 18 démarre, il fait tourner le tuyau de combustible 17 et l'huile combustible est aspirée vers le haut dans le passage hélicoïdal formé par l'organe hélicoïdal 34 fixé au tuyau de trop-plein 27. L'huile combustible est ainsi débitée travers l'espace annulaire ménagé entre les extrémités supérieures du tuyau de combustible 17 et du tuyau de trop-plein 27, franchit les aubes 33 (lorsqu'elles sont prévues) et aboutit ? l'intérieur du tube desortie 24.
Pendant le fonctionnement, par suite de la rotation du tube de sortie24, l'huile combustible contenue dans le tuyau de combustible 17 et dans le tube de sortie 24 est égalemententraînée en rotation et le combustible situé près de la paroi du tube de sortie 24 tend à monter sur la paroi intérieure de ce tube, de sorte que la surface de l'huile combustible se présente en général sous forme d'un ménisque concave, indiqué en traits pointillés, en A Le niveau de l'extrémité supérieure du ménisque A est déterminé par le niveau de l'extrémité supé- rieure du-tuyau de trop-plein 27,
puisque toute l'huile combusti- ble du Il centre " du ménisque située au-dessus du fond des fentes 30 du tuyau de trop-plein qui servent de déversoirs s'écoule à travers ces fentes et diminue ainsi la quantité d'huile combustible disponible qui refonte la paroi.
La partie extérieurs la plus élevée du ménisque s'étend jusqu'à la partie supérieure ouverte du tube de sortie 24 là où l'huile combustible est chassée radialement vers l'extérieur à partir de la l'èvre 26 par la force centrifuge. vers La vitesse à laquelle l'huile par la force sort du tube de sortie 24 dépend de la vitesse de rotation de ce tube et du niveau du fond des fentes 30 ménagéesà l'extrémité supérieure du tube de trop-plein 27. Généralement, la vitesse de rotation dé-
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ternine le profil du ménisque A formé par l'huile combustible,
tandis que le niveau des fentes 30 détermine la hauteur verticale de la partie inférieure centrale du ménisque.
L'organe hélicoïdal 34 est réalisé de façon vue l'action de pompage qu'il produit pour une vitesse de rotation donnée soit suffisante pour introduire de l'huile combustible dans le tube de sortie 24 à un débit au moins égal et de préférence supérieur au débit maximum auquel l'huile combustible est éjectée du tube de sortie 24 à cette vitesse¯de rotation, l'excès d'huile com- bustible s'écoulant alors dans les fentes 30 en pénétrant dans le tuyau de trop-plein 27 pour revenir à la chambre principale 4.
Ainsi,.pour une vitesse de rotation donnée du tube de sortie 24 et pour un niveau donné des fentes 30, le débit de l'évacuation d'huile combustible du tube de sortie est pratique- ment constent, ce qui permet de commander la vitesse de débit, la Quantité d'huile combustible disponible pour l'éjection à une vitesse donnée étant commandée par la position des fentes par rapport au ménisque.
Si on soulève la tige de commande 29, ce qui fait monter les fentes 30, le niveau de la partie centrale inférieure du ménisque A dans le tube de sortie 24 monte de façon correspon- dante, et la vitesse à laquelle l'huile combustible est éjectée du tube de sortie augmente tandis que l'écoulement de l'excès d'huile combustible par les fentes diminue. Si on abaisse la tige de commande, ce qui fait descendre les fentes, le niveau de la partie centrale inférieure du ménisque formé par l'huile combustible descend de façon correspondante, la vitesse à laquelle l'huile combustible est éjectée du tube de sortie diminue, et l'écoulement de l'excès d'huile combustible par les fentes augmente.
Si la vitesse de rotation du tube de sortie'dans un appareil du type décrit est maintenue par exemple à environ 3000 tours par minute, le débit d'huile combustible éjectée
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du tube extérieur 24 peut, dans un cas typique, varier d'environ 1/20 pinte (0,03 1) par heure à environ 4 pintes par heure (2,25 1).
L'huile combustible éjectée du tube extérieur 24 peut être directement débitée dans une chambre de combustion du type à vaporisation indiquée dans 1,'ensemble par les lignes en traits de chaînette B et dans ce cas, la lèvre 26 peut être prolongée et être pourvue d'ailettes 39 indiquées en traits de chaînette pour contribuer à l'éjection radiale du combustible *sortant de l'extré- mité du tube de sortie 24, ou bien l'huile peut être recueillie et être ensuite pulvérisée et introduite dans une chambre de combustion.
Par exemple, le dispositif de commande de débit sui- vant la présente invention peut être combiné avec un appareil de combustion du genre décrit dans la demande de brevet anglais n 764.596, et dans ce cas, l'extrémité supérieure du tube de sortie ou autre Il récipient " doit être agencée de façon à être placée au point approprié dans le passage de mélange primaire vertical dans ce cas.
Dans une variante de la forme d'exécution décrite, à l'endroit où l'huile combustible débitée doit être recueillie, un anneau collecteur fixe approprié, indiqué par des traits poin- tillés en C, comportant une conduite de décharge C' peut être monté autour de l'embouchure du tube de sortie 24..
Claims (1)
- REVENDICATIONS.- - - - - - - - - - - - - - 1. Dispositif de commande de débit de liquide, caracté- risé en ce qu'il comprend un récipient symétrique par rapport à un axe et monté de façon à pouvoir tourner autour de cet axe, qui est vertical, un dispositif d'alimentation et de commande du liouide agencé de façon à amener le liquide à débiter à l'inté- rieur du récipient tout en l'y maintenant au niveau désiré mesuré près de l'axe pendant le fonctionnement du dispositif, et un dispositif d'entraînement pour faire tourner le récipient autour de son axe, le récipient étant pourvu à son extrémité supérieure d'une ou de plusieurs sorties de liquides ou ouvertures à tra- vers lesquelles le liquide proche de la paroi du récipient qui a été élevé plus haut que le niveau atteint près de l'axe est Ejecté,lorsaue le récipient est entraîné en rotation.2. Dispositif de commande de débit de liquide suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le récipient est un tube de section circulaire monté verticalement, dont la partie supérieure ouverte forme une seule sortie.3. Dispositif de commande de débit de liquide suivant la revendication 2, caractérisé en ce que le tube dont la partie supérieure est ouverte comporte un passage intérieur s'évasant régulièrement dont le diamètre augmente progressivement vers le haut.4. Dispositif de commande de débit'de liquide suivant la revendication 2, caractérisé en ce que le récipient se présente sous forme d'un tube ouvert à son extrémité supérieure, dont la partie supérieure au moins est de forme tronconioue, sa partie de plus grand diamètre étant située à son extrémité supérieure ouverte.5. -Dispositif de commande de débit de liquide suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ; ce que le dispositif d'alimentation et de commande du liquide com- prend un dispositif servant à amener le liquide à débiter à l'inté- <Desc/Clms Page number 12> rieur du récipient à une vitesse dépassant celle à laquelle le liquide est éjecté de l'ouverture ou des ouvertures de sortie, et un tuyau de décharge servant à évacuer l'excès de liquide, l'entrée du tuyau étant placée dans le récipient et située près de son axe à un niveau propre à maintenir le niveau du liquide dans le récipient près de l'axe à la hauteur voulue.6. Dispositif de commande de débit de liquide suivant la revendication 5, caractérisé en ce que le tuyau de décharge est un tuyau de trop-plein à extrémité supérieure ouverte qui s'étend coaxialement au récipient, vers le haut à partir de sa partie inférieure.7. Dispositif de commande de débit de liquide suivant la revendication 5 ou 6, caractérisé 'en ce que la hauteur verti- cale de l'entrée du tuyau de décharge est réglable de façon à modifier le niveau désiré du liquide contenu dans le récipient près de sun axe, pendant la marche du dispositif.8. Dispositif de commande de débit de liquide suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le dispositif servant à amener du liquide à l'intérieur du récipient comprend un passage hélicoïdal disposé coaxialement dans la pàrtie inférieure du récipient ou dans un prolongement vers le bas de ce récipient, le.. passage 'étant agencé' de façon à tourner avec le récipient ou le récipient étant agencé de façon a tourner par rapport au passage dont une extrémité communique avec une source de liquide et l'autre extrémité avec l'intérieur du récipient. - 9.Dispositif de commande.de débit de liquide suivant la revendication 8, et l'une quelconque des revendications 4 à 7, caractérisé en ce que le passage hélicoïdal est formé par un organe enroulé autour de la partie inférieure du tuyau de décharge et fixé à celle-ci.,10. Dispositif de commande de débit de liquide suivant la revendication $.ou 9, caractérisé en ce que la source de li- <Desc/Clms Page number 13> quide est un réservoir placé sous le récipient et avec lequel l'extrémité inférieure du passage hélicoïdal communique direc- tement.11. Dispositif de commande de débit de liquide suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend un dispositif servant à modifier la vitesse de rotation du récipient.12. Dispositif de commande de débit de liquide suivant les revendications 5 à 11, caractérisé en ce que l'extrémité inférieure du tuyau de décharge plonge dans un réservoir de li- quide avec lequel l'extrémité inférieure du passage hélicoïdal communique également, l'extrémité inférieure du tuyau de décharge comportant un écran qui y est fixé pour empêcher le liquide aéré provenant du tuyau de décharge d'être aspiré dans le passage hélicoïdal.13. Dispositif de commande de débit de liquide suivant les revendications 6 à 12 et la revendication 5, caractérisé en ce que l'extrémité supérieure du tuyau de décharge est pourvue d'au moins une fente verticale qui sert de seuil de déversoir au- dessus duquel l'excès de liquidé contenu dans le récipient s'écoule pour pénétrer dans le tuyau de décharge.14. I'ispositif de commande de débit de liquide suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend une ou plusieurs saillies dans le récipient partant de sa paroi-pour contribuer à imprimer un mouvement de rotation au liquide.15. Dispositif de commande de débit de liquide suivant la revendication 14, caractérisé en ce que les saillies sont situées sous la partie évasée du passage du récipient lorsque cette partie est prévue.16: Dispositif de commande de débit de liquide suivant la revendication 14 ou 15, caractérisé en ce que les saillies se présentent sous forme d'aubes qui s'étendent radialement vers <Desc/Clms Page number 14> l'intérieur sur la paroi intérieure du récipient.17. Dispositif de commande de débit de liquide suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'une lèvre, une plaque ou un organe analogue qui s'étend radialement-est prévu près de la ou des ouvertures ou sorties ménagées dans le récipient et sert d'organe éjecteur pour le liquide qui en est éjecté.18. Dispositif de commande de débit de liquide suivant la revendication 17, caractérisé en ce que la lèvre, la plaque ou l'organe analogue est pourvu d'ailettes ou d'organes analogues contribuant à la décharge radiale de l'huile combustible éjectée de la ou des sorties ou ouvertures.19. Brûleur à combustible liquide comprenant un dispo- sitif de commande de débit de liquide suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le récipient est conformé, près de la ou des ouvertures de sortie, de façon à débiter du liquide dans l'air environnant pour y être brûlé.20. Dispositif de commande de débit de liquide, en substance comme décrit avec référence au dessin annexé.21. Brûleur à combustible liquide, en substance comme décrit avec référence au dessin annexé.
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