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Dispositif détendeur pour l'alimentation du brûleur d'un briquet à gaz liquéfié Il est connu, par exemple par les brevets suisses N l 312345 et 340075, d'amener par un moyen quelconque le gaz liquéfié contenu dans le réservoir d'un briquet à dispositif détendeur comprenant une chambre de régulation remplie d'une matière compressible quelconque (par exemple fibres textiles, papier buvard, cuir, caoutchouc tollé, poudre de charbon) dans laquelle se fait le réglage du débit grâce à une compression plus ou moins grande de la masse poreuse.
Le gaz liquide sort de cette chambre par un trou fin qui peut être obturé au moyen d'un clapet, par exemple en forme de disque. De tels détendeurs fonctionnent de façon satisfaisante à la température ambiante (15 à 25 ), mais, à basse température, lorsque le clapet s'ouvre, il y a tendance à entraînement par le gaz vaporisé de petites gouttelettes de gaz liquide qui, en se volatilisant brusquement, produisent un jet de flamme suivi d'une flamme plus petite fournie par le gaz sorti de la masse poreuse à l'état de vapeur. L'allumage est donc irrégulier, la flamme danse , et il se produit fréquemment des ratés.
La détente du gaz produisant un refroidissement du détendeur, ce refroidissement, ajouté à l'influence d'une température extérieure inférieure par exemple à 100, favorise l'expulsion de gaz liquide et non de gaz vapeur, d'où les inconvénients précités.
On connaît d'autre part, par exemple par le brevet français No 1107060 et son addition No 66307, un dispositif détendeur dans lequel le combustible suit d'abord un canal rectiligne fin puis un trajet capillaire hélicoïdal continu constitué par le jeu (très faible) entre le filetage d'un pointeau et le taraudage dans lequel se visse ce pointeau. Le débit du gaz est déterminé une fois pour toutes par le réglage de ce pointeau et ne peut être modifié depuis l'extérieur du briquet. Il est donc impossible à l'usager de déterminer à volonté la hauteur de la flamme obtenue, suivant, par exemple, qu'il s'agit d'allu- mer une cigarette à l'intérieur d'un bâtiment ou une pipe en plein air.
Une variante de ce dispositif fait l'objet du brevet français No 1124982, qui décrit un détendeur dans lequel on déforme, sous l'action d'une pointe conique, une pastille d'un métal très malléable tel que du plomb. La pénétration de la pointe dans la pastille bloque le pourtour de celle-ci de façon étanche dans l'extrémité inférieure d'un taraudage dans lequel se visse une pièce portant la pointe et dans le passage reliant l'alésage taraudé au réservoir. On règle le débit du gaz en vissant plus ou moins la pointe de façon à laisser entre elle et la pastille un intervalle conique. Mais, dans ce brevet, le jeu existant entre la tige qui porte la pointe et la partie saillante des filets du taraudage n'est pas capillaire.
Enfin, le brevet français No 968884 fait connaître un briquet dans lequel des passages capillaires sont ménagés entre les surfaces planes d'un disque muni de saillies d'espacement et les surfaces planes de deux pièces cylindriques qui enserrent ce disque.
L'invention vise à supprimer les inconvénients des détendeurs connus et à permettre le fonctionnement irréprochable du détendeur, même par une température extérieure de l'ordre de 0o et jusqu'à peut-être -40 ou - 50. Ce résultat est obtenu en conservant le réglage du débit de combustible par un moyen quelconque, par exemple par compression d'une masse poreuse, mais en donnant au canal qui relie ce moyen à l'obturateur du détendeur une forme particulière grâce à laquelle, d'une part, le gaz liquide reste emprisonné dans des espaces capillaires et subit au moins une détente dans au moins une chambre d'expansion, et d'autre part, les surfaces en contact avec le combustible sont accrues, de sorte qu'elles jouent le rôle d'ailettes qui assurent de meilleurs échanges thermiques et favorisent donc une vaporisation régulière du gaz liquide.
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Un dispositif détendeur pour briquet à gaz liquéfié suivant l'invention est donc caractérisé en ce qu'il comprend, d'une part, des moyens de préréglage par compression réglée à volonté d'un organe poreux, et d'autre part, un trajet capillaire interrompu que doit suivre le combustible entre la sortie desdits moyens de préréglage et un obturateur qui lui donne accès au brûleur du briquet, ce trajet capillaire interrompu étant constitué par l'espace compris entre les surfaces de deux pièces adaptées l'une dans l'autre et dont l'une au moins fait partie des moyens de préréglage précités, l'une de ces surfaces étant lisse et l'autre présentant des bosses et des creux,
chaque tronçon de trajet capillaire étant ménagé entre ces bosses et la surface lisse, tandis que les creux forment des chambres de détente.
Le dessin annexé représente à titre d'exemple, diverses formes d'exécution du dispositif détendeur pour briquet à gaz, objet de l'invention.
La fi-. 1 est une coupe longitudinale d'une première forme d'exécution du détendeur comprenant un trajet capillaire interrompu pour le combustible.
Les fig. 2 à 13 sont des coupes partielles de variantes, montrant seulement les éléments de ce trajet capillaire qui diffèrent d'une forme d'exécution à l'autre.
On voit sur la fig. 1 l'invention appliquée à un dispositif détendeur du type général décrit dans le brevet suisse No 340075 précité. Ce détendeur comprend un corps généralement cylindrique 1 qui est monté de façon étanche dans la paroi supérieure d'un réservoir à gaz liquéfié non représenté. Dans une partie taraudée d'un alésage axial 2 se visse un organe de réglage 3 muni d'une tête 4, au moyen de laquelle il peut être actionné depuis l'extérieur du briquet.
Cet organe est lui-même percé d'un alésage axial lisse 5 dans lequel coulisse un piston formant brûleur 6 et clapet 7, 8, sollicité par un ressort 9, interposé entre la tête 7 du clapet et des joints d'étanchéité 10. en direction du réservoir, vers une position dans laquelle il obture l'extrémité supérieure d'un canal axial 11 percé dans une pièce 12 en forme de coupelle inversée mobile elle-même, avec interposition d'un joint étanche 13, dans une partie lisse de l'alésage 2.
Un porte-mèche 14, formant pièce d'appui, repose contre un épaulement 15 du fond du corps 1 et est creusé d'au moins un canal 16 pour le passage d'une mèche 17 qui plonge dans le réservoir et amène par capillarité, de façon connue, le gaz liquéfié à une rondelle poreuse 18, par exemple en papier buvard, portée par la face supérieure de la pièce 14 qui est de préférence convexe vers le haut, c'est-à-dire vers l'extérieur du réservoir. La mèche 17 occupe avantageusement un seul des canaux 16 et est enroulée concentriquement au porte-mèche et parallèlement au plan du fond de la coupelle 12.
La rondelle 18 est comprimée de façon réglable entre le sommet de la pièce 14 et la mèche 17, d'une part, et le fond de la coupelle 12, d'autre part, lorsqu'on visse plus ou moins l'organe 3, à la façon décrite dans le brevet suisse No 340075 précité. La tête du brûleur 6 peut être soulevée, comme indiqué dans ce brevet, par un levier approprié afin de décoller le clapet 8 de son siège et de laisser passage au gaz lorsqu'on actionne le poussoir de commande du briquet et qu'on fait jaillir des étincelles par frottement d'une molette contre une pierre , par exemple de ferrocérium. Le combustible provenant de la rondelle 18 passe par le canal 11,
l'espace compris entre la tête 7 du piston et la paroi de l'alésage 5 et suit un canal 19 ménagé dans la tige du brûleur pour être enflammé à la sortie de ce brûleur. Ce détendeur fonctionne de façon satisfaisante si la température ambiante est de l'ordre de 15,) au moins. Mais si elle tombe au-dessous de 10 , l'expérience montre qu'il peut se produire des ratés ou un sautillement de la flamme pour les raisons exposées précédemment.
Aussi, pour éviter ces inconvénients, a-t-on réalisé de façon particulière le trajet que doit suivre le combustible entre la rondelle 18 et la sortie du canal 11.
Dans une première forme d'exécution d'un détendeur conforme à l'invention, on prolonge la pièce 14 par un téton axial 20 susceptible de pénétrer avec un jeu très faible dans le canal 11. Dans la construction de la fig. 1, ce téton 20 est cylindrique et présente extérieurement une série de rainures hélicoïdales dont les arêtes viennent pratiquement en contact avec la paroi du canal 11, qui est lisse. On réalise donc une succession de passages capillaires entre les arêtes des gorges et la paroi lisse du canal, ces passages étant interrompus, dans le sens longitudinal du canal et du téton, par des espaces plus grands, correspondant à la partie creuse des rainures, qui forment des chambres de détente.
Le combustible liquide contenu dans la rondelle 18 a tendance, lorsqu'on soulève le clapet 8, à pénétrer dans le canal 11 en raison de la pression qui règne dans le réservoir. Il franchit donc successivement les passages capillaires et, en pénétrant dans la partie creuse des rainures, se détend et se vaporise. Le gaz suit donc le trajet hélicoïdal constitué par les rainures, tandis que le liquide progresse longitudinalement le long des parois du canal 11. Si la longueur du téton 20 est suffisante, tout le liquide est vaporisé en arrivant à la sortie du canal I1.
Le débit de gaz liquéfié provenant du réservoir et arrivant à la rondelle 18 étant déterminé par la compression de cette rondelle, on obtient une flamme parfaitement stable puisque aucune gouttelette de liquide ne franchit le clapet 8. Bien entendu, la rondelle 18 a en réalité la forme d'un anneau qui peut s'enfiler sur le téton 20.
Sur les fig. 2 à 13, les pièces identiques à celles qui ont été précédemment décrites portent les mêmes références, et les pièces modifiées portent les mêmes références affectées d'un indice de a à 1.
Dans la forme d'exécution représentée à la fig. 2, le principe de fonctionnnement est le même que dans le cas de la fig. 1, mais ici le porte-mèche 14a possède un téton cylindrique lisse 20a, et c'est la paroi du canal lla de la coupelle 12a qui présente une rainure hélicoïdale. Les chambres de détente sont ici constituées par la rainure de la paroi.
Dans la forme d'exécution représentée à la fig. 3, la construction est analogue à celle de la fig. 1, mais ici le téton 20b du porte-mèche 14b est tronconique et muni de rainures, et le canal 11b de la coupelle 12b est également tronconique mais à paroi lisse.
Dans la forme d'exécution représentée à la fig. 4, la construction est analogue à celle de la fig. 2, mais ici le téton 20c est tronconique et lisse, et le canal 11c a une paroi intérieure tronconique et creusée d'une rainure hélicoïdale.
Dans la forme d'exécution représentée à la fig. 5, la construction est un peu différente mais le principe général reste le même. Ici, le porte-mèche 14d ne comporte plus de téton axial. Par contre, le piston 7d se termine par un téton cylindrique axial lisse 21 et l'alésage axial 19d est borgne en conséquence. La coupelle 12a est, comme dans le cas de la fig. 2, percée d'un alésage axial creusé de -rainures 11-a.- Bien entendu, le clapet 8d.- de
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l'obturateur est constitué ici par un anneau enfilé sur le téton 21.
Dans la forme d'exécution représentée à la fig. 6, la construction est analogue à celle de la fig. 5, mais ici le téton 21e est cylindrique et muni de rainures, et la paroi du canal 11 est cylindrique et lisse, comme dans le cas de .la coupelle 12 de la fig. 1. La rondelle 18e peut être constituée par un disque.
Dans la forme d'exécution représentée à la fig. 7, la construction est analogue à celle de la fig. 5, mais ici le téton 21f est tronconique et lisse, et le canal llf est tronconique et creusé de rainures. L'alésage 19f est encore évidemment borgne.
Dans la forme d'exécution représentée à la fig. 8. la construction est analogue à celle de la fig. 1. mais ici le téton 21g est tronconique et muni de rainures, et la paroi du canal llg est tronconique et lisse. L'alésage 19g est encore borgne.
Dans la forme d'exécution représentée à la fig. 9, la construction est analogue à celle de la fig. 1, mais ici le téton 20h du porte-mèche 14h présente une série de rainures annulaires parallèles 22 séparées par des parties pleines de diamètre juste suffisant pour que l'on puisse introduire le téton 20h dans le canal lisse 11 d'une coupelle 12 identique à celle de la fig. 1. Les rainures 22 forment des chambres d'expansion dans lesquelles le gaz liquide qui suit le trajet capillaire ménagé entre les parties pleines du téton et la paroi du canal Il se vaporise.
Dans la forme d'exécution représentée à la fig. 10, la construction est analogue à celle de la fig.l, mais ici le téton 20i du porte-mèche 14i est lisse et présente une seule rainure annulaire 22i; .la paroi correspondante du canal 11 est lisse.
Dans la forme d'exécution représentée à la fig. 11, la construction est analogue à celle de la fig. 10, mais. ici non seulement le téton 20j présente une seule rainure annulaire 22j, mais encore la paroi du canal 11j présente une seule rainure annulaire 23 située en face de la rainure 22j.
Le porte-mèche peut avoir diverses formes afin de bien assurer le contact de la mèche et de la rondelle poreuse. Dans les constructions des fig. 1 à 8, il existe deux passages 16 diamétralement opposés, ce qui permet de placer, si on le désire, deux mèches bien qu'on n'en ait représenté qu'une seule. Mais, dans ce cas, chacune de ces mèches est enroulée de préférence sur la moitié de la périphérie de la partie supérieure du porte- mèche 14 à 14d au-dessous du téton 20 à 21g, afin que toute la périphérie de la rondelle poreuse soit soumise à une pression uniforme.
Dans le cas de la construction de la fig. 9, il existe une rainure annulaire 24 perpendiculaire à l'axe du porte-mèche, avec laquelle communique un passage 16h dans lequel se rejoignent les deux brins d'une même mèche 17 plongeant dans le réservoir.
Dans la forme d'exécution représentée à la fig. 12, la construction est analogue à celles des figures précédentes, mais ici le porte-mèche 14k ne pénètre pas pratiquement jusqu'au fond de la coupelle 12k. La rondelle 18e est emprisonnée entre la face supérieure du porte- mèche 14k et un noyau 25 muni d'un téton cylindrique lisse 26 qui s'engage dans le canal llk en ne laissant qu'un passage annulaire capillaire entre lui et la paroi du canal.-Par ailleurs, la mèche 17 est conduite à travers un canal axial 16k ménagé dans le porte-mèche 14k.
Le, canal 16k est, terminé par une- cuvette 27 ,dans laquelle peut s'épanouir l'extrémité de la mèche 17 en contact avec la rondelle 18e. Le pourtour 28 de cette cuvette offre une surface rigide d'appui à la périphérie de la rondelle poreuse 18e. Enfin, le fond de la coupelle 12k est creusé de rainures concentiques 29. La surface supérieure du noyau 25 repose pratiquement contre les arêtes des rainures 29, de façon à ménager entre elle et ces arêtes une série de passages capillaires.
Enfin. dans la forme d'exécution représentée à la fig. 13. la construction est analogue à celle de la fig. 12, mais ici la coupelle 12 est du type de la fig. 1 et le noyau 251 possède encore un téton 261 à surface lisse, mais présente sur sa face supérieure une série de rainures concentriques 30 qui coopèrent avec le fond de la coupelle 12 pour former une succession de passages capillaires et de chambres de détente. En outre, le porte- mèche 141 présente dans sa périphérie deux canaux 161 diamétralement opposés pour le passage de deux mèches 171 qui se rejoignent et s'épanouissent au centre de la face supérieure du porte-mèche 141.
Par ailleurs. on a interposé une rondelle rigide 31 entre l'épanouissement des mèches 171 sur le sommet du porte-mèche 141 et la rondelle poreuse 18e, de sorte que la périphérie de cette rondelle est soumise à une pression uniforme. L'expérience a en effet prouvé qu'il pouvait se produire des irrégularités dans l'amenée du combustible à la rondelle poreuse, et par suite des ratés à l'allumage, si la compression de cette rondelle n'est pas uniforme sur toute sa périphérie. C'est pourquoi, dans le cas des constructions des fig. 1 à 11, on a représenté, comme décrit à propos de la fig. 1, une mèche enroulée autour du porte-mèche 14 à 14d ou 14h à 14j.
D'une façon générale, on peut considérer que les passages capillaires ménagés, suivant les formes d'exécution, entre le téton et la paroi du canal ou entre le noyau et le fond de la coupelle forment des trappes où le gaz liquide est emprisonné et d'où il ne peut sortir que pour se vaporiser dans les chambres d'expansion adjacentes.
Dans le cas de la fig. 1, et surtout si les rainures sont à section carrée, on peut admettre que le gaz vaporisé suivant le trajet en hélice formé par les rainures, force les gouttes de liquide à suivre le trajet capillaire rectiligne s'étendant entre les rebords extérieurs cylindriques des rainures et la paroi lisse du canal 11, et à être ainsi emprisonnées dans ces tronçons de trajet, puis à se volatiliser dans la rainure suivante formant chambre de détente, dans la mesure où les gouttes en question auront pu, par capillarité, progresser jusqu'à cette chambre.
En outre, la surface de contact entre le combustible et les parois qui limitent le trajet de ce combustible est considérablement augmentée dans les différentes formes d'exécution décrites ci-dessus, de sorte que les échanges thermiques se font mieux et que, par suite, le combustible peut plus facilement s'échauffer dans son trajet ascendant et ainsi se vaporiser plus aisément. On assure de cette façon un dégagement régulier de gaz, et donc une hauteur constante de la flamme pour un réglage donné du débit du gaz liquéfié arrivant à la rondelle poreuse.
Enfin, on notera que le fond de la coupelle, par l'intermédiaire duquel la pression de réglage est transmise à la masse poreuse, peut avoir une forme quelconque destinée à assurer une compression dans les conditions les plus favorables. Par exemple, au lieu d'être plat, ce fond est avantageusement tronconique. De même, la face supérieure du porte-mèche est plane dans une forme d'exécution, arrondie dans une seconde, rigoureusement tronconique dans une troisième, et enfin constituée par
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des faces de pyramides dont les inclinaisons sont, si on le désire, différentes, dans une quatrième.
Il doit être bien entendu que les formes d'exécution décrites et représentées ne l'ont été qu'à titre d'exemples. En particulier, dans d'autres formes d'exécution non représentées, on combine entre elles certaines des caractéristiques décrites ci-dessus, et notamment on donne aux tétons et aux parois correspondantes des canaux des fig. 10 à 13 des formes tronconiques et non cylindriques. Dans d'autres formes d'exécution, on associe aux rainures 29, 30 des rainures telles que 22, 22i, 22j et 23, les surfaces dans lesquelles sont ménagées ces dernières rainures ayant elles-mêmes l'une des formes cylindrique et tronconique représentées. Dans encore d'autres formes d'exécution, on donne au porte-mèche et au noyau complémentaire d'autres formes que celles qui ont été représentées.
Par ailleurs, dans d'autres formes d'exécution, le téton est séparé aussi bien du portemèche que du noyau et que du piston-brûleur et est simplement introduit dans le canal correspondant de la coupelle. Enfin, dans un dernier type général de formes d'exécution, le système de préréglagé est différent de l'ensemble mèche-rondelle de buvard qui a été décrit.