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ftPrrcCiOün6MentD aux brûleurs à combustible liquide" .
La présente invention est relative à des brûleurs à combustible liquide du type à pot de vaporisation. Un but de 1' invention est de prévoir un pot de brûleur de vaporisation pour des combustibles hydrocarbures liquides, pot qui opère avec un
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.i=i:i .' :c-¯c:o¯ie et d'efficacité.
Un but de l'invention e.;t :a3e:.eait us prévoir un procéda 'jt un dispositif :1:'lJliorég pour l'alimentation a' air- ue-
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condaire à un mélange riche primaire d'air et d'hydroc.-rburd 7.;.o- risé.
Un autre but de l'invention est de procurer un dispositif amélioré pour la mise en place de la zone de combustion d' un brûleur du type à pot de vaporisation.
Un autre encore est de prévoir un dispositif et un
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procédé améliores pour définir ou conformer la fla.:u1le d'un tes brûleur.
D'autres buts de l'invention apparaîtront .le la description suivante.
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L'invention est illustrée plus ou moins c::'.3:nai- quement par les dessins annexés.
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1a figure 1 est une vue en perspective, partiellement en coupe, nontrant l'ensemble formant le pot de la présente invention, l'ensemble d'admission d'air secondaire et l'anneau à flamme étant écartésvers le haut.
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La figure 2 est une coupe, à échelle un peu 3..:;rú:.- die, prise suivant la ligne 2-2 de la figure 1.
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La figure 3 est une coupe suivant la li"ne 3-3 de la figure 2.
To....":"..;'."1 y,.+-o a.on.,h1¯"'h1...o.$ CS"'1+ A.';""''nn n"'s")"t ao .)t!.....H' ....-- ''\l'''''''-''''-''''''''''''' --.................----- ----b..-- symboles dans la description suivante et sur les dessins.
En se référant aux dessins, lu rcféren.c-3 A ''.3: .;!#;# d'une a.z^ni.Yre générale un pot de brûleur d'hydroxylation. Le -,>::. comprend une pc-rai latérale circonférentielle 1 et un: paroi da fond 2. La paroi latérale présente une série d'ouvertures :.=d.:,ission d'air prir.iaére 3, espacées circonférentiellement tout autour du pot et disposées à des niveaux différents. Il sera entendu que,
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dans l'utilisation normale du pot, les ouvertures 3 seront en aoaure .suffisant et ûfi.l:i8 section transversale telle 4ù' 11 i\nrnlro!1Í. uns alimentation à peine suffisante d'air pri-mire pour 1-3 ,,!1¯lJ:. :1.731;:: l'hydrocarbure liquide alimenta au pot 3t vaporisé ; .:3 celuici.
Le pot Bat r8'3e:1té conne ccsportant un rebord 3uo-3rieur 4,
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s'étendait vers l7extérieur et sa disposant au-dessus d'un anneau de fermeture supérieur 5 qui.; 1 étend vers une paroi latérale cir-
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conférentielle 6, espacée vers l'extérieur et fixée de û.i:re convenable à cet anneau 5. Le logement constitué par la paroi latérale 6 comporte une paroi inférieure 7 qui, avec le loze.-.-.er-t 6 et l'anneau de fermeture 5, entoure le pot de brûleur A et définit un espace d'air autour de celui-ci. Les diverses pièces décrites sont
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de p-fr'::L1cc fixées les unes aux autres d'une manière .j":;3nche à l'ir t étanche au gaz, pr.r exemple par soudure.
On utilise des ':')r:Hl3 convenables pour alimenter de l'air à l'espace formé par l' e11cai:1e ainsi constituée. A la figure 1, on a représenté un conduit de ventilateur u qui peut provenir d'un ventilateur actionné pax- m- moteur, non représenté ici?car les détails de ce ventilateur ne formant pas par eux-mêmes une partie de la présente invention.
Il sera entendu que le conduit de débit ou de sortie 8 du ventilateur s'étend jusqu'à une ouverture convenable 9 qui peut se situer dans la partie inférieure 7 ou dans la paroi latérale 6. Au dessin, cette ouverture 9 est prévue dans cette paroi latérale 6. De l'air provenant du ventilateur ou du système de ventilation convenable
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peut ainsi être alimenté à l'intérieur du logement 6 et, de 1 sorte, a l'intérieur du pot A. Lorsqu'on utilise un tirage naturel, il j-ra entendu que toute ouverture ci' ad1aission d'air convenable pourra 3tre utilisée. On peut car exemple employer l'ouverture 10 rspr#Ce:¯¯ .¯ cn traits inc;errO;1p1J.:3 à la figure 1, dans la p'roi de fond 7.
Le pot A peut, de préférence mais non nécessairement, comporter un tube ou passage central 11, axial, s'étendant vers le haut et communiquant avec une ouverture axiale 12 prévue
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dans la base 2 du pot et que ce tube entoure. Un élément de enauf- fage convenable entoure le tube 11 pour chauffer le mélange vapo-
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risé qui s'élève. Ce tube 11 est en-ciuré par une paroi -extérieure 13 dont 1' :..-":.lj1:'lre i:::j::.....r.3 14 t .=1ï vrs une -,7 ra ¯.ï r ? eure du tube ixial 11 et est fixée à cete partie inférieure,
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La référence 15 désigne une plaque supérieure de fermeture.
Comme
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montré à la figure 1, on utilise une cloison de support intGr.'i.èdÍ<1i re 16 comportant une ouverture centrale 17 à travers laquelle l'air qui s'élève à travers le tube axial 11 peut circuler. La cloison 16 est ouverte en 18 pour admettre de l'air dans l'espace formé entre le tube 11, la paroi extérieure 13, la fermeture inférieure 14 et la cloison internédiaire 16. La paroi 13 présente une série
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d'ouvertures de sortie d'air 1 qui, en section transversale to- tale, sont dans un tel rapport avec les ouvertures 18 qu'elles s
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"-ssureront l'entretien d'une pression d'air relativement faible dar. l'espace décrit ci-avant.
Les ouvertures 19 sont 'Y'el.<>tive.:lent étroi tetnent espacées et leur but est dtentretenir une combustion tota- le localisée du mélange vaporisé en un certain nombre de petits
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jets étroitement espacés. Ces jets ae ont pour fonction de chauffer le mélnnç-e d'air primaire et d'hydrocarbure vaporisé qui s'élève dans le pot, co;ime on le comprendra par la suite.
En considérant le fonctionnement du pot, il sera entendu que l'air primaire ali ;enté autour du pot A atteindra 1' intérieur de ce pot par les ouvertures d'admission d'air primaire 3. Le combustible liquide est alimenté la base du pot, par exem-
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ple par un conduit d'pd.ission convenable 50. es détails de l'ndmission de combustible ne sont pas r.-r eux-mêmes importants dans lu présente invention, nais il sert '''; -:'!1du qu'une ::.i:e:zt^tia n de c uoustible liquide ast fournie .'-.. L'intérieur lu pot et que ce combustible liquide est vaporisé par la chaleur de combustion existant dans ou juste au-dessus de ce pot.
Le coubustible vaporisé par une telle combustion s'élève dans le pot et reçoit, par les admissions d'air 3, une quantité d'air juste suffisante pour former
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un mélange relativement riche saais non totalement combustible. Il sera entendu que l'air primaire est dans le pot en jets de vitesse relativement élevée, pour os qui concerne l'entrée !i ?1i orr 103 ouvertures 3 1--i p' roi r18 au pet. Cependant, l'rir
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est admis en jets beaucoup plus lents par les petites ouvertures 19 de la paroi 13 et ces petits jets lents d'air fournissant des points de combustion totale efficaces pour chauffer le mélange riche primaire qui s'élève.
Les pièces et les ouvertures sont proportionnées de telle, sorte que l'alimentation totale d'air primaire vers le
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mélange qui s'élève soit insuffisante pour produire un :'1.H:1ne totalement combustible. Bien que la conbuction localisée obtenue grâce aux ouvertures à basse pression 19 permette à cette basse pression d'air de produire des Gâches locales de combustion totale, ces ouvertures ne sont efficaces que pour chauffer le ..-. lange riche qui s'élève. Les jets d'air primaire qui pénètrent à travers la paroi du pot sont à une pression sensiblement plus élevée ; ils se mélangent avec le combustible vaporisé et alimentent sim-
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j.l=nient de l'air primaire à ce combustible vaporisé sans produire un mélange combustible.
Avant que de l'air secondaire ne soit ? ajou-
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té pour produire le mélange pauvre final, une combustion du .,16Iant riche qui s'élève ne peut pas se produire. L'air secondaire e-ployc pour produire un mélange combustib.le est alimenté totalement ou pratiquement totalement par la structure d'admission d'air secondaire ou structure de combustion, désignée d'une manière -jnrale par la référence C. Cette structure d'admission d'air second-tire
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peut avantageusement être conformée po ir tre appliquée 3.w¯ s :or- :.:e d'un tout et pour pouvoir être enlevée, bien qu'il ne 2,-t pas essentiel que cette structure soit amovible dans la mise en oeuvr'?: de la présente invention.
Une structure a:novible est représentée à la figure 1 et comprend un dôme inférieur 20 et un dam suparieur 21, qui sont espacés 3actirztaxxxt l'un de l'autre pour constituer une chambre ou espace formant réservoir, désigné par 22.
Les dômes 20 et 21 peuvent être fixés l'un à l'autre suivant leurs bord3, en reliant par aboutement les rebords 20a et 21a qui peuvent
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être .sertis ou fixés, par exemple en :'::3, afin d'assurer 'J:;' ::::. '...bre dtencte à l'air ou étanche au gaz. L'î ir est d...:.5 dans cet. '3'nCP
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22, par exemple par des ouvertures 25 prévues dans l'anneau 5 et qui correspondent à des ouvertures 26prévues dans la structure inférieure du dôme 20. Les ouvertures 26 peuvent être entourées par des rebords s'étendant vers le bas 27,qui peuvent pénétrer jans les ouvertures 25 et empêcher un déplacement latéral non in-
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tentionnel de la structure C sur l'extrémité supérieure de l' ens 3:T, ble du pot.
Des conduits supérieurs convenables 30 peuvent être ..ilia3, si nécessaire, pour diriger l'air qui s'élève à travers les ouvertures 25 et 26 et le faire pénétrer dans la chambre d'air
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secondaire 22. CO,::1e représenté, ces conduits 30 sont formés en déformant vers le haut le rebord 21a. n résumé, l'air primaire pour le .Mélange primaire circule dans l'intérieur du pot A en pêne trant par les ouvertures d'admission 3 prévues dans la paroi laté- rale 1 de ce pot. De préférence, l'entièreté de l'nlinents.tion d' @ir secondaire circule directement de bas en haut à travers les pénètre ouvertures 25 de l'anneau 5 et/de la sorte dans l'espace 2.
On a trouvé qu'il est avantageux de prévoir une structure formant chicane ou écran, cette structure étant représer.
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tée cor.l::t8 comportant une paroi cylindrique 35 entourant la paroi latérale 1 du pot et fixée de manière étanche à l'air au rebord 4 et à l'agneau 5. Cette structure comporte és''leMent un pnneau inf rieur 36, présentant une ouverture centrale 37.
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L'air secondaire est -ilimenté au nélane primaire qui s'élève par une série d'ouvertures d'air secondaire, qui sont en communication avec l'espace 22. Dans la structure particulière représentée ici, les dômes 20 et 21 sont agencés ou conformés pour
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définir une fente désignée d'une manière générale p"r 1:1 référenc'. D.
Cette l'ente, vue en plan horizontal, peut être d'une allure @é- nérale rectiligne et peut s'étendre d'un côté à l'autre du pot ou
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bien elle peut être un peu plus courte que le dimètre intérieur du pot, cornue montré à la figure 2. C;c;tte fente est dellnitse ou r-l-;I.i:..ie d<iv"'nt sas dtoix côt-îs opposas par des p:,r.::L:.") 11±::"'.:ll:'-2.'3) 40 ec 1, chaque prroi s'étendant d'une n:1;,i?::re générale d2n'5 le .3ens vertical entre le dôme inférieur 0 et le d6;; supérieur ¯1 .
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. (jets parois sont reliées par des parois terminales 4là.
Cha cu- ne de ces parois présente une série d'admissions d'air secondaire 42, qui sont de préférence de diamètre plus grand et plus étroitement espacés que les ouvertures d'air primaire 3 de la paroi la-
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térale 1 du pot. Les 'yuvertures d'admission 42 d'air secondaire peuvent, si on le désire, être prévues également dans les parois terminales 4la.
Il sera entendu qu'une quantité suffisante d'air
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est rinai alimentée à travers ces ouvertures d'admission d'air secondaire de manière à ajouter au mélange d'air primaire et d'hydro' carbure vaporisé, qui s'élève, une alimentation suffisante d'air secondaire pour convertir le mélange incombustible riche initial en un mélange maigre ou pauvre, totalement combustible. La combustion s'effectue au niveau des ouvertures d'admission d'air secondaire 42 ou juste au-dessus de ce niveau. Bien qu'on Du.4,se utiliser divers moyens pour alimenter l'air secondaire en ce point, on a trouvé qu'une rangée d'ouvertures d'amission d'air secondaire
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42 étroite.1ent espacées constitue une structure intéressante du point de vue pratique.
On peut également trouver avantageux, dans certains cas, de prévoir de l'air ascendant se dirigeant vers les r
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jets individuels de flatte qui se forment aux ouvertures d ':'1d11issic d'air secondaire 42. Comme système de propagation de 1 flrr:ne, on peut prjvoir un flasque orienté vers le haut 45, espacé en direction de l'intérieur de chacune des parois 40 et 41. Chaque paroi
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40 et 41 33t .-¯.lors pourvue d'une série de trous d'alimentation 46 pour la propagation, ces t.rG.3 étant de dia-tètre sensiblement plus petit que les ouvertures d'admission d'air secondaire 42, ces trous étant destinés à diriger une quantité limitée d'air secondaire vers
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l'espace compris entre chaque paroi 40 ou 41 et son flasque espacé associé 45.
Cet air de propagation est dirigé vers le haut en direction de la base des jets de flamme qui s'étendent vers l'inté-
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rieur à partir des ouvertures d'é'd'lÍssion d'air secondaire 42, et on #? -I1êc¯e :" i:,,)i ces jets r1>2 ' :-:.Jsr eu de vibrer p.r rj Ol..t :11..X surfaces dao p?rois 40 et 41. La combustion commence à la base de ch?que jeu ou près de cette b3e, même si C!e l'air pénètre à
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travers les ouvertures 42 à une pression relativement élevée. Ce système de flasque s'étendant vers le haut peut également être prévu pour les parois d'extrémité 4la si celles-ci comportent des admission d'air secondaire.
Bien qu'on ait décrit et représenté un dispositif pratique et intéressant, de nombreux changements peuvent néanmoins être prévus dans les dimensions, la forme, le nombre et la diaposition des pièces constitutives. Le pot A peut être cylindrique ou être conformé de toute autre manière ; il peut, par exemple, être plus ou moins oval en section transversale horizontale, comme représenté à la figure 1.
Bien qu'une caractéristique principale de l'invention soit que l'alimentation totale d'air secondaire soit fournie à travers un système combiné domprenant une chambra et un anneau de flamme, la forme de cette chambre et de cet anneau de flamme peut être modifiée très largement. Lorsque le pot et l'ensemble à air secondaire C sont conformés comme représenté aux figures 1 à 3, on obtient une flamme conformée en éventail, assez similaire à la forme de la flamme des vielles lampes à kérosène
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comportant une 0che tissée. Cependant, lorsqu'on désire une forme différente ce flamme, on peut employer une for.ie différente d'anneau de P1.......,²"!"IO + de chambre d'air secondaire.
L'utilisation anneau flegme v.mca..,vi u ar jW.vrs.anc.n.ic. u u.j..t.on et le fonctionnement du dispositif de l'invention sont expliqués ci-après . On prévoit une structure pour brûler des hydrocarbures
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liquides, cette structure comprenant un ensemble unitaire à rneau de flamme et à alimentation d'air secondaire, qui peut avantageuse ment être réalisé de manière à être amovible par rapport au brûleur proprement dit.
Dans la moitié inférieure de la figure 1, on a représenté le brûleur proprement dit qui comprend le pot dans le quel le combustible liquide alimenté par le conduit 50 est vapori-
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sé ou ou .tiift.itv'rbùra vaporisé est combiné avec de l'air primaire zî î:2... ':1r l33 ?'i "issions 3 prévues cans 1 paroi Irtâral3 du pot, pour fOlr..\:r n :.lél:wG8 riche. Ce ..'sn;a richa, qui ne C0rl::"Jr 9 pss suffira.-1 d'air pour permettre une combustion totala,
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est chauffé au fur et à mesure qu'il s'élève dans le pot par la
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ccmbu'.10n locale sur la surface ae la paroi interne 13* De la sorte, un mélange convenablement chauffé d'air primaire et d'hydrocarbure Tori8é, prêt à recevoir l'alimentation nécessaire dt air secondaira, 9'élève vers le haut du pot de brûleur A* Dans la .
@ moitié supérieure de la figure 1 et aux figures 2 et 3, on a re- présenté un dispositif combiné à anneau de flamme et à alimenta- tion d'air secondaire, ce dispositif pouvant être facilement ap- ' pliqué, sous forme d'un ensemble, au pot représenté dans la moitié ' inférieure de la figure 1, et pouvant être aussi facilement enlevé de ce pot. 7,'air alimenté à la chambre-réservoir 22 formé entre les dômes 20 et 21 est d'un volume tel que, lorsqu'il atteint le
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mélange riche ou primaire qui s'élève, il r6 Yc ce méisngs un nélange final maigre ou pauvre, prêt à une combustion totale.
La combustion totale finale s'effectue à ltendroit des admissions d' ir jacondaire 42 et au-dessus de ces admissions.
Dans la construction particulière montrée ici, on a représenté un ensemble à anneau de flamme, qui définit une flamme relativement plate, pouvant être comparée à la flamme des lampes à kérosène de la technique antérieure. La disposition des pa-
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ru-; ''';Pn4''''"",''''' 1 # # -*#*#* *# Ala 'la i7...r.. >¯4- IaIIa ... I .11 .J.f.t-.t.t- .av..J .ü.i. i.LWa.iVVSav iv zij. vis u .1. .Ly0.tiLav \J 0 V VCJUO.V q Oyl,G (.iC11St1tI un-3 flamme relativenent plate qui est alimentée à sa base en air necoadtirs Et, qui, par conséquent, est à la fois formée et r:i3e en place par la position des admissions d'air secondaire 42.
Bien eu' il prisse être avantageux d'utiliser la forme particulière de structure à anneau de flamme ou formatrice de flamme représentée ici, on peut employer d'autres formes. Par exemple, bien qu'on ait trouvé que la forme en dôme soit avantageuse dans beaucoup de cas, on peut utiliser un ensemble à anneau de flamme plat. En outre, bien qu'on ait trouvé qu'une fente allongée pour la flamme soit
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V''1r!'t'':;-:.Juse, lorsqu'on désire une flanins aplatie, il sera entendu qu3 lé' forais de la flamme peut être codifiée pour répondre atx désirs d 3 1'opr-teur. Par exemple, une cLanbre-réservoir plate peut
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être réalisée en vue d'entourer une ouverture centrale circulaire.
Bien qu'on ait représenté à la figure 1 un agencement central puur la diffusion d'air et le chauffage du mélange, comprenant le tube vertical 11 et la paroi enveloppante 13 de celui-ci, l'invention n'est pas limitée à un tel agencement. L'ensenble prévu pour l'alimentation d'air secondaire et l'entretien de la flamme, tel que 1' ensemble C à la figure 1, peut être utilisé avec des pots de brûleur dans lesquels l'agencement central est totalement omis et dans lesquels non seulement l'entièreté de l'air primaire est reçu à travers la paroi latérale du pot, mais encore dans lesquels il n'y a pas de débit-d'air ascendant du tout à travers le centre du pot.
Lorsqu'on utilise un diffuseur d'air central, com- :!le représenté par exemple à la figure 1, le combustible liquide est protégé de la flamme au sommet du pot. Par conséquent,afin d'évaporer le combustible entrant au fur et à mesure qu'il circule dans le pot, il est nécessaire de conserver de la chaleur et da préférence de chauffer effectivement le mélange ascendant; c'est de là que découle l'avantage de la structure de diffuseur avec son agencement pour entretenir des points de combustion totale sur la surface de l'enveloppe de diffuseur. Tl aéra entendu cependant que, dans certains cas, il est possible de supprimer totalement l'utilisation d'une structure centrale de diffusion d'air et de chauffage du mélange.
Les perforations du pot A peuvent être codifiées de diverses manières. C'est ainsi que la rangée inférieure des ouvertures d'air primaire peut être inclinée vers le bas.
Lors de l'utilisation du dispositif, et spécialement lorsqu'on utilise un tirage forcé de l'air, on utilise de préfé- rence la paroi cylindrique ou écran 35. Un tel écran peut cepen- dant être omis dans certain cas lorsqu'on utilise un tirais natu- rel. Avec la .structure telle que représentée en troists plein.? à la figure 1, tout l'air débitéà l'intérieur du logement 6 arrive
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par le conduit 8 de refoulement Glui ventilateur et frappe d'abore l'écran ou paroi 35 et circule cout retour de celui-ci.
En fait, cet air frappe l'écran et se répartit dans une chambre de distrioution comprise entre cet écran et l'enveloppe extérieure et il est alors alimenté vers le haut à travers une grande ouverture centrale alignée axialement avec le fond du brûleur. Une partie de l'air s'élève à travers le tube central Il et alimente la structure de diffusion d'air. Une partie de l'air est :limentée entre le fond du brûleur et le rebord inférieur 36 de l'écran vers la zone entourant l'extérieur du pot. Cet air pénètre alors par les trous d'air primaire 3 pratiqués dans la paroi latérale du pot.
Comme montré à la figure 2, une partie de l'air qui pénètre dans l'espace intérieur à la paroi enveloppante 6 se déplace vers le haut à travers les ouvertures 25 pour fournir l'air nécessaire à l'ensemble d'ali- mentation d'air secondaire, décrit ci-avant.
Il sera entendu que, quelle que soit la forme de flamme désirée ou la forme de l'ouverture de flamme utilisée, de l'air secondaire est introduit tout autour de la périphérie de 1' ouverture de la flamme. La totalité de l'alimentation d'air secondaire est de préférence fournie de la sorte, et une combustion s'amorcera au niveau et au-dessus du niveau auquel l'air secondaire est alimenté tout autour de la périphérie de l'ouverture de la flamme. La flamme ne peut brûler que lorsque l'air secondaire est introduit.
Bien que ceci ne soit pas strictement nécessaire, il est avantageux d'admettre l'air secondaire à travers des ouvertures d'admission d'air relativement grandes et relativement étroitement espacées, en prévoyant en outre de préférence des moyens pour ali- menter de l'air de stabilisation de la flamme de bas en haut vers le base des jets s'étendant vers l'intérieur à partir des diverses entrées d'air secondaire.
L'envoi d'une alimentation d'air à la base de la flamme de chaque jet secondaire fournit une combustion efficace et pratiquement silencieuse. Lorsque, corme dans la struc- ture de la figure,!, la rangée d'entrées d'air secondaire est cour-
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be, chaque paire de jets opposés provenant des côtés opposés de l'ouverture ou fente de la flamme est projetée vers le centre et quitte les ouvertures de bas en haut généralement à angle droit.
Comme la structure illustrée pour l'air secondaire est en forme de dôme, l'air et de ce fait le Mélange final et la flamme émergent sous forme d'un éventail. Comme le gaz ou mélange riche brûle lorsque l'air secondaire est introduit, une flamme en forme d'éven- tail est produite et brûle le long de la fente de la flamme rectan- gulaire dans le sens transversal. La fente à allure de dôme donne à la flamme sa forme en éventail. On peut prévoir ou non, au choix l'admission d'air secondaire à travers les parois extrêmes de l' ouverture de la flamme.
@ Il sera entendu quede l'air ambiant peut être admis à la chambre de distribution, mais que, de préférence, spé- cialement lorsqu'on utilise un système à pression, l'air est de préférence admis à l'intérieur de la chambre de distribution 22 à partir de l'espace entourant le pot.
Ceci pour avantage que l'ai: secondaire est partiellement préchauffé, même s'il se déplace ex- térieurement à l'écran cylindrique 35,
Bien qu'on ait décrit l'ouverture se situant entre les parois 40 et 41 comme étant une ouverture pour la flamme, il sera entendu que, comme les passages d'alimentation d'air secondai. re sont agencés le long de cette ouverture; l'origine de la com- bustion ou de la flamme se situera en réalité canscette ouver- ture .