Procédé de chauffage au moyen de combustible liquide et installation pour la mise en aeuvre de ce procédé La présente invention comprend un pro cédé de chauffage au moyen de combustible liquide tel que du mazout, et une installation pour la mise en oeuvre de ce procédé.
Le pro cédé selon l'invention est caractérisé en ce que l'on utilise au moins en partie la vapeur d'eau produite dans un générateur-gazéificateur d'eau pour alimenter un brûleur monté dans un appa reil de chauffage. ' L'installation que comprend également l'invention est caractérisée en ce qu'elle com porte un brûleur disposé à l'intérieur d'un ap pareil de chauffage à desservir;
un générateur- gazéificateur, combiné à un gicleur-pulvérisa- teur, un réservoir de combustible liquide et un réservoir d'eau, un organe pour l'alimentation à niveau constant de l'eau dans le générateur- gazéificateur, un dispositif de circulation de vapeur vers le gicleur-pulvérisateur et un cir cuit de dérivation de vapeur vers le réservoir d'eau, des circuits de dérivation de vapeur pour l'alimentation d'organes accessoires et des moyens pour le contrôle du fonctionnement de l'installation.
Le dessin annexé représente, à titre d'exem ple, une forme d'exécution de l'installation que comprend l'invention, ainsi que des détails de variantes. La fig. 1 est une vue en coupe longitudinale de ladite forme d'exécution qui comprend une chaudière.
Les fig. 2, 3 et 4 sont des vues de détail, en coupe, d'organes de l'installation de la fig. 1. La fig. 5 est, à plus grande échelle, la vue en coupe d'une variante du générateur-gazéifi- cateur que comprend l'installation de la fig. 1. Les fig. 6 à 13 sont des vues en coupe d'autres variantes, la fig. 8 étant une coupe suivant VII-VII\ de la fig. 7.
La fig. 14 est la vue en coupe d'un dispo sitif de sécurité appliqué à une coupelle.
La fig. 15 est la vue perspective d'un ap pareil de chauffage domestique que comprend une variante de l'installation.
Les fig. 16 à 19 sont des vues en coupé de variantes de la coupelle du brûleur.
Les fig. 20 à 23 sont des vues en coupe, donnant le détail de divers organes accessoires de l'installation.
L'installation représentée- à la fig. 1 com prend un générateur-gazéificateur 1, de forme ovoïde, monté dans un appareil de chauffage et dont la cavité intérieure est divisée, par un déflecteur 2, en deux chambres 3 et 4 qui com muniquent entre elles par l'espace périphérique étroit 5. A l'intérieur du générateur-gazéifica- teur est monté un dispositif mélangeur-pulvé- risateur 6 de combustible représenté en détail à la fig. 2.
Un conduit 7 d'amenée de vapeur vers une chambre d'atomisation 6p (fig. 2) dé bouche dans la zone de concentration de la va peur la plus sèche.
Une coupelle 29 d'un brûleur est surmontée d'une chambre de combustion 57 de ce brû leur, délimitée par une paroi perforée consti tuée soit par un cylindre ajouré soit par des couronnes crénelées comme il sera décrit plus loin. A l'intérieur de la chambre 57 est dispo sée une grille 31 servant de réchauffeur d'air comburant arrivant à travers la paroi perfo rée de la chambre 57, ceci en vue de rendre le brûleur silencieux.
Cette grille 31 peut servir en outre de ca- léfacteur de combustible, étant soumise à une température très élevée. Une calotte 30, mon tée au-dessous de la grille 31, sert également à dissocier totalement la vapeur d'eau par la température élevée à laquelle elle est portée.
Un réservoir d'eau 8, en charge ou sous pression d'eau de ville par exemple, est relié au générateur 1 par l'intermédiaire d'un dis positif adoucisseur d'eau 11, d'une conduite 9, d'une cuve à niveau constant 10 munie d'une fenêtre 10a, d'un épurateur 11a et d'une con duite 12.
Un réservoir de mazout 13 est relié au gé nérateur 1 par l'intermédiaire d'une conduite 14, d'un surchauffeur 15 et d'une conduite 16. Un robinet 17 à commande manuelle est bran ché sur le surchauffeur 15 et un robinet à fe nêtre 18 commandé par un thermostat 19 est branché sur la conduite 16.
Une soupape de dérivation 23 commande l'écoulement du surplus de vapeur, soit à tra vers un conduit 24 dans la chambre d'atomisa- tion 6p du mélangeur-pulvérisateur 6, soit par des conduits 25 et 26 dans un tube Venturi 27 où elle peut entraîner de l'air comburant dans la chambre de combustion, à travers une cou ronne perforée 28.
Une autre couronne perforée 32 entourant également le générateur-gazéificateur 1 sert à l'admission d'air comburant additionnel dans la chambre de combustion de l'appareil de chauf fage, au-dessus de la chambre de combustion du brûleur. Cette couronne est alimentée par un conduit 33.
Le fonctionnement de l'installation repré sentée et décrite est le suivant : On contrôle d'abord à travers la fenêtre 10a le niveau cons tant 10 d'arrivée d'eau ; on vérifie si la circu lation de l'eau est correcte, par exemple en ouvrant un robinet purgeur 79 que comporte la cuve 10 et si le niveau d'eau dans le généra- teur-gazéificateur correspond au niveau prévu, qui peut être indiqué par un trait de repère.
En cas d'allumage manuel, on verse dans la coupelle 29 une petite quantité d'un liquide in flammable que l'on allume et l'on ferme la porte de l'appareil de chauffage. La flamme lèche et chauffe le générateur-gazéificateur 1. Au bout de quelques secondes, du fait du maintien en permanence du peu d'eau contenue dans le générateur, la vapeur se dégage dans la chambre 3 à travers l'espace étroit 5 où elle est obligée de lécher uniformément la pa roi 1 soumise à haute température. Simulta nément, une partie de la vapeur dont la pres sion est indiquée par un manomètre 80 monté sur le réservoir d'eau 8, monte à travers des conduits 20 et 21 vers le réservoir 8 et, par un conduit 22 vers la cuve à niveau constant 10, afin de créer la pression nécessaire au fonctionnement de l'installation.
Une autre partie de vapeur pénètre dans le conduit 7 et lorsqu'on l'aperçoit déboucher par un orifice 6v (fig. 2) du gicleur, aussitôt on ouvre pro gressivement le robinet 17 du combustible, qui arrive par le conduit 14 et le conduit 16 d'où il se répand extérieurement en nappe sur un ajutage conique 6h, puis est entrainé par la vapeur dans la chambre d'atomisation 6p et pulvérisé à travers l'orifice 6v vers la chambre de combustion 57.
En cas d'extinction accidentelle, un dispo sitif de sécurité, constitué par un récipient 34 articulé en 35, reçoit, par un conduit 36, le dé bordement de liquide. Le pivotement du réci pient 34, lorsque son contenu atteint un poids déterminé, entraine, par l'intermédiaire d'une tringlerie 37, la chute instantanée d'un poids 38 qui provoque la fermeture de robinets 39 et 40 branchés respectivement sur les conduites 9 et 16. Ce dispositif peut être combiné avec un dispositif de sécurité du type représenté sur la fig. 14.
Le dispositif mélangeur-pulvérisateur re présenté en détail à la fig. 2 comporte deux arrivées de vapeur 41 et 42 destinées à être branchées respectivement sur les conduits 7 et 24 (fig. 1), indifféremment sur l'un ou l'autre de ces conduits, suivant la pression de pulvé risation que l'on désire obtenir, ceci pour évi ter un jet de vapeur trop long en cas de grande consommation de combustible et afin de ren dre le brûleur silencieux.
La fig. 3 donne le détail de la soupape de dérivation 23, branchée en 43 sur le conduit 20 et comportant deux billes tarées 44 et 44a commandant la dérivation du courant de va peur, soit par un conduit 45 relié au conduit 24, soit par un conduit 46 relié au conduit 25.
On pourrait également brancher les con duits 45 et 46 respectivement sur les conduits 25 et 26.
Pour régulariser la circulation de vapeur dans l'installation, il est prévu des soupapes atmosphériques de décharge telles que la sou pape 52b représentée en fig. 1 et 4, la soupape 52 représentée en fig. 5 et la soupape 52a re présentée en fig. 1 sur le réservoir 8.
Dans le cas d'admission d'eau sous pres sion (par exemple canalisation d'eau @ de ville), il est prévu sur le réservoir 8 une soupape de retenue 53.
La soupape atmosphérique 52b représentée en fig. 1 et 4 comporte une bille 70 logée dans une chambre dont le fond est légèrement in cliné vers un orifice 65 de rentrée d'air, la course de cette bille étant limitée par une butée 71. Une tubulure de sortie 66 est destinée a être reliée à un dispositif de dilatation créant un retard à l'obturation de l'orifice de sortie en vue de permettre l'évacuation complète de l'air et éviter ainsi les crépitements. La soupape 52b permet de créer une entrée d'air qui s'oppose à l'établissement d'une dépression créée dans le générateur-gazéificateur dans le cas où l'on arrête le chauffage.
La fig. 5 représente une variante du géné- rateur-gazéificateur dans laquelle l'eau venant du réservoir 8 par la conduite 9 est admise dans une chambre auxiliaire 47 comportant un pointeau 48 dont la fermeture peut être commandée à distance par le flotteur 10c de la cuve à niveau constant 10 par l'intermédiaire d'une tige 50. Un déflecteur 51 empêche l'in troduction de l'eau dans la chambre 10b. Un conduit 12a relie le générateur 1 à ladite chambre 10b pour y maintenir la constance du niveau de l'eau.
Ce dispositif permet à l'eau d'alimenter le générateur par la simple gravité.
La fig. 6 est une variante à plus grande échelle du générateur-gazéificateur, représenté sur la fig. 1 et qui en diffère notamment par la constitution du générateur en deux pièces dont une calotte supérieure assemblée à la par tie inférieure par vissage de la pièce centrale.
Une autre variante du générateur, représen tée aux fig. 7 et 8, présente des dérivations de vapeur, munies de billes lestées, aménagées dans le corps même du pulvérisateur. Dans cette même variante, une couronne 54, alirrien- tée également en eau par le niveau constant (non représenté) constitue un générateur secon daire qui est utilisé comme apport pour l'ali mentation de la couronne perforée 28 ;.
Une autre variante représentée en fig. 9 peut s'appliquer au cas où le combustible li quide est admis sous la même pression que la vapeur d'eau. Dans ce cas, la conduite d'ali mentation 16 en combustible débouche à l'inté rieur d'un tube 55 de vapeur d'eau où le com bustible se mélange intimement, d'où il est pulvérisé par l'orifice 6h ; un déflecteur 16d empêche l'eau de condensation de tomber dans le brûleur à travers le tube mélangeur 55. Les gouttelettes d'eau retombent dans la chambre d'évaporation 4.
La fig. 10 représente une variante du gazéi- ficateur dans laquelle l'eau destinée à être ga zéifiée est admise dans la chambre supérieure 3 du gazéificateur; au lieu .de la chambre infé- rieure 4, ce qui assure une meilleure dessica- tion de la vapeur.
Dans la variante du générateur-gazéifica- teur représentée à la fig. 11, dont un détail à plus grande échelle est donné à la fig. 12, l'eau et le combustible liquide sont tous les deux alimentés à niveau constant, respectivement 10 et 10d.
Le générateur-gazéificateur est sphérique et la vapeur est dirigée, en tout ou partie, par un conduit 56, au mélangeur-pulvérisateur 6a, la pulvérisation étant dirigée directement sur le générateur-gazéificateur aussi pour son chauffage.
La fig. 13, où le générateur-gazéificateur 1 n'a pas été représenté, se rapporte à un dispo sitif de circulation d'eau comportant une cou ronne 54 pour la circulation d'eau et sa vapo risation, combinée à des couronnes 54a sur- chauffeuses pour alimenter par exemple une couronne perforée ou encore directement un mélangeur-pulvérisateur<I>6a.</I>
La fig. 14 représente un dispositif de sécu rité appliqué à une coupelle, qui peut alimen ter en combustible pour entretenir en veilleuse le brûleur et chauffer par exemple un caléfac- teur 30a ; ce dispositif comporte un niveau constant à deux flotteurs 10d et 10c logés dans une cuve 10 cloisonnée. Le flotteur 10d com mande l'arrivée de l'eau, d'un réservoir auxi liaire 8a et le flotteur 10c l'arrivée du combus tible par la conduite 16.
Le niveau de l'eau étant déterminé par exemple en A-A, le com bustible tombe par gravité dans la coupelle 29 ; si, pour une raison quelconque, il y a accumu lation de combustible liquide dans la coupelle 29, la masse liquide reflue vers les récipients et flotteurs, provoquant la fermeture d'un pointeau d'alimentation 48a interrompant l'ar rivée- du combustible.
La fig. 15 représente une variante de l'ins tallation constituée par un appareil de chauf fage domestique comportant des conduits 59 de circulation de l'air et muni d'un générateur- gazéificateur 1.
La chambre de combustion 57 du brûleur peut comporter des couronnes crénelées 57d et 57f comme représenté aux fig. 16 à 19. Le centre de la coupelle peut comporter un diffuseur d'arrivée d'air primaire qui est orienté par des orifices 78 dans la direction plongeante en lui donnant un mouvement giratoire.
La fig. 20 représente, à plus grande échelle, une variante de la cuve à niveau constant qui comporte, outre un tube viseur 60, un pointeau 61 monté à l'extrémité d'un tube fileté 62 qui permet de régler à volonté la position du flotteur<B>10e</B> et, par conséquent, la position du niveau de l'eau à contenir dans le généra- teur-gazéificateur. Un ajutage sert à l'arrivée de vapeur sous pression.
La fig. 21 représente le détail de la soupape atmosphérique 52a destinée à laisser rentrer l'air en cas de condensation de vapeur dans l'installation et éviter ainsi la rentrée d'air par l'orifice 6v du gicleur. La vapeur admise en 21 soulève une cloche 64, formant soupape, l'appliquant sur son siège 65 et est déviée en 66, par exemple vers le réservoir.
A l'arrêt du fonctionnement, la pression atmosphérique provoque automatiquement l'ou verture de la soupape 64, l'air extérieur venant ainsi remplacer la vapeur condensée.
Selon la variante représentée sur la fig. 22, la soupape 64 est munie en outre d'un disposi tif de sécurité 67 qui, en cas de surpression, provoque l'ouverture d'un pointeau 68, ren dant possible l'échappement de la vapeur par des orifices 69.
La fig. 23 représente le détail d'une forme d'exécution du robinet 18, à fenêtre 72, com portant un ajutage amovible en pointe 73 percé transversalement d'orifices 74. Le combustible liquide traversant ces orifices s'écoule en nappe le long de la surface conique de l'ajutage et tombe en mince filet continu par la pointe 75. Un ajutage 76 est prévu pour l'admission d'un fluide auxiliaire, par exemple de préchauf fage.
Il est entendu que les divers organes de manoeuvrë peuvent, en tout ou partie, être ac tionnés à l'aide de tous moyens mécaniques, électriques ou électromécaniques appropriés.