EP0284701A1 - Brûleur à gaz - Google Patents

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EP0284701A1
EP0284701A1 EP87810200A EP87810200A EP0284701A1 EP 0284701 A1 EP0284701 A1 EP 0284701A1 EP 87810200 A EP87810200 A EP 87810200A EP 87810200 A EP87810200 A EP 87810200A EP 0284701 A1 EP0284701 A1 EP 0284701A1
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combustion chamber
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Victor Charles Spreter
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23QIGNITION; EXTINGUISHING-DEVICES
    • F23Q2/00Lighters containing fuel, e.g. for cigarettes
    • F23Q2/34Component parts or accessories
    • F23Q2/50Protecting coverings
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23DBURNERS
    • F23D14/00Burners for combustion of a gas, e.g. of a gas stored under pressure as a liquid
    • F23D14/46Details
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23MCASINGS, LININGS, WALLS OR DOORS SPECIALLY ADAPTED FOR COMBUSTION CHAMBERS, e.g. FIREBRIDGES; DEVICES FOR DEFLECTING AIR, FLAMES OR COMBUSTION PRODUCTS IN COMBUSTION CHAMBERS; SAFETY ARRANGEMENTS SPECIALLY ADAPTED FOR COMBUSTION APPARATUS; DETAILS OF COMBUSTION CHAMBERS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F23M11/00Safety arrangements
    • F23M11/04Means for supervising combustion, e.g. windows
    • F23M11/045Means for supervising combustion, e.g. windows by observing the flame

Definitions

  • Bricks with liquefied petroleum gas, such as butane, are well known and in common use.
  • the oxidation reaction of the gas which enters the air in the form of a jet gives a colored hot zone which is commonly known as a flame.
  • This flame has the disadvantage of not resisting drafts and the use of these lighters is difficult outdoors, as soon as there is a little wind.
  • the object of the present invention is to make the combustion gases visible again. It consists in introducing into the path of the gases at high temperature, in an area close to the combustion reaction, a substance releasing metal ions under the influence of heat, so as to color these gases and obtain a visible flame.
  • the invention relates to gas burners, in particular burners intended to be used as cigarette lighters or lighters.
  • the burner according to the invention is supplied with gas and comprises means for controlling the flow of gas, a combustion chamber opening into the open air and an air-gas mixing device opening into the combustion chamber.
  • the aim is achieved by the fact that the burner comprises a salt placed on the passage of the combustion gases and capable of coloring them.
  • the metal ion donating substance can be placed either directly on a part of the wall of the combustion chamber, or on a support penetrating into the gas stream.
  • the gas from a reservoir is brought to a burner by a pipe 1 ending in a nozzle 2 directed towards a combustion chamber 3.
  • the chamber 3 has a wall frustoconical 4 whose section decreases as it approaches the duct 1 and this chamber ends in a tubular inlet channel 5 situated opposite, but at a distance from, the nozzle 2. In this way, the gas flow s' escaping through the nozzle 2 causes combustion air into the chamber.
  • the ignition is obtained by sparking a spark between two electrodes 8 and 9.
  • the inner wall of the chamber 3 has two ribs 10 covered with a deposit 11 of a salt capable of coloring the combustion gases. Inside the combustion chamber there are still two deposits 12 of a salt which may be the same or different from that constituting the deposits 11. Chamber 3 is made of ceramic and withstands very high temperatures.
  • the assembly is dimensioned in such a way that the combustion reaction takes place inside the combustion chamber 3, the hot burned gases escaping through the open end of the chamber. During this reaction, very large amounts of heat are produced which heat the walls of the combustion chamber. Under the effect of heat, the deposits 11 and 12 release metal ions which color the gases escaping from the combustion chamber.
  • the chamber 3 is constituted by a metal socket, so that the electrode 9 is deposited in an insulating sleeve 13.
  • the diffuser 6 has a slightly different shape from that shown in Figure 1, but plays exactly the same role.
  • the chamber 3 has a transverse support 14 which is constituted by a sleeve of refractory material, for example ceramic.
  • a metal wire 15 passes inside this sleeve and the ends of this wire are bent.
  • This wire constitutes a metal frame for the sleeve 14, so that in the event of the latter breaking, for example following an impact, the sleeve 14 is held in position by this frame.
  • the sleeve 14 constitutes a support for a deposit 16 of a salt constituting a substance emitting metal ions for coloring the combustion gases.
  • the metal frame could consist of several wires 15.
  • the sleeve 14 could also be replaced by a metal rod or by an alumina rod or by a support of different shape, for example a lattice in the shape of a forced disc inside the chamber 3.
  • the burners described can be suitable both for a lighter of the lighter type, in which the duct 1 is secured to a tank of liquefied gas, and to a heating nozzle connected by a flexible pipe to a tank. liquefied gas.
  • salts make it possible to color the hot gases escaping from the burner and excellent results have been obtained, in particular when the salt is a compound of sodium, lithium, strontium, potassium or copper or when the salt is mixed with a metal oxide or a metal carbide.
  • the support itself constitutes the ion-emitting salt, in particular when this support consists of a glass rod.
  • the support could be constituted by a platinum wire, a metal oxide, a metal carbide or a metal nitride or also by a porous ceramic and / or based on alumina.

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Abstract

Le brûleur à gaz comprimé comprend des moyens de contrôle du débit du gaz, une chambre de combustion (3) débouchant à l'air libre et un dispositif (2, 5) de mélange air-gaz débouchant dans la chambre à combustion (3) et comporte un dépôt (11, 12) d'un sel disposé sur les parois de la chambre (3) de combustion, le sel étant susceptible de colorer les gaz résultant de la combustion.

Description

  • Les briques à gaz de pétrole liquéfié, tel le butane, sont bien connus et d'un usage courant. La réaction d'oxydation du gaz qui pénètre dans l'air sous forme d'un jet donne une zone chaude colorée qu'il est convenu d'appeler une flamme. Cette flamme a l'inconvénient de ne pas résister aux courants d'air et l'utilisation de ces briquets est difficile en plein air, dès qu'il y a un peu de vent.
  • Pour remédier à cet état de choses, on a proposé de munir les briquets ou allumeurs d'un dispositif mélangeur air-gaz, la réaction de com­bustion se faisant dans une chambre de combustion, les gaz chauds s'échap­pant de cette chambre permettant de communiquer le feu à l'objet voulu. Ce type de briquet présente une résistance accrue au vent. Cependant, les gaz résultant de la combustion ne sont que très faiblement colorés et difficilement visibles. On pourrait dire qu'on obtient une flamme prati­quement invisible. Cette flamme invisible est dangereuse, car rien n'indique que l'allumeur est en action.
  • Pour remédier à ce défaut, on a proposé, par le brevet français N° 2 241 745, de placer dans le courant de gaz chauds un ou plusieurs fils métalliques qui deviennent incandescents et indiquent à l'usager que l'appareil est en action.
  • Le but de la présente invention est de rendre les gaz de combustion à nouveau visibles. Elle consiste à introduire sur le parcours des gaz à haute température, dans une zone proche de la réaction de combustion, une substance dégageant des ions métalliques sous l'influence de la chaleur, de façon à colorer ces gaz et à obtenir une flamme visible.
  • L'invention se rapporte à des brûleurs à gaz, notamment à des brûleurs destinés à être utilisés comme allume-cigarettes ou briquets. Le brûleur selon l'invention est alimenté en gaz et comprend des moyens de contrôle du débit du gaz, une chambre de combustion débouchant à l'air libre et un dispositif de mélange air-gas débouchant dans la chambre de combustion. Le but visé est atteint par le fait que le brûleur comporte un sel disposé sur le passage des gaz de combustion et capable de les colorer.
  • Il est bien connu que l'introduction d'un sel dans des gaz chauds résultant d'une combustion dans une zone proche de la combustion colore vivement la flamme. Par exemple, des sels de sodium donnent une flamme jaune, des sels de lithium donnent une flamme rouge et des sels de cuivre donnent une flamme verte. La substance donneuse d'ions métalliques peut être placée soit directement sur une partie de la paroi de la chambre de combustion, soit sur un support pénétrant dans le courant gazeux.
  • Le dessin annexé représente schématiquement et à titre d'exemple deux formes d'exécution de l'objet de l'invention.
    • La figure 1 est une vue en coupe de la première forme d'exécution.
    • La figure 2 est une vue du dessus du brûleur, selon la forme d'exécution de la figure 1.
    • La figure 3 est une vue en coupe du brûleur, selon la deuxième forme d'exécution.
    • La figure 4 est une vue de dessus de la deuxième forme d'exécution.
  • En se reportant aux figures 1 et 2, le gaz provenant d'un réservoir est amené à un brûleur par un conduit 1 se terminant par un ajutage 2 dirigé vers une chambre de combustion 3. La chambre 3 présente une paroi tronconique 4 dont la section diminue en s'approchant du conduit 1 et cette chambre se termine par un canal d'entrée tubulaire 5 situé en regard, mais à distance, de l'ajutage 2. De la sorte, le flux de gaz s'échappant par l'aju­tage 2 entraîne dans la chambre de l'air comburant.
  • Un diffuseur 6, constitué par une plaquette métallique munie de bras 7, est fixé dans la chambre 3, près de son entrée, et a pour fonction de provoquer des turbulences pour rendre plus homogène le mélange à en­flammer. L'allumage est obtenu en faisant jaillir une étincelle entre deux électrodes 8 et 9.
  • La paroi intérieure de la chambre 3 présente deux nervures 10 recouvertes d'un dépôt 11 d'un sel capable de colorer les gaz de la com­bustion. A l'intérieur de la chambre de combustion se trouvent encore deux dépôts 12 d'un sel qui peut être identique ou différent de celui constituant les dépôts 11. La chambre 3 est en céramique et résiste à des températures très élevées.
  • L'ensemble est dimensionné de façon telle que la réaction de combustion s'effectue à l'intérieur de la chambre de combustion 3, les gaz chauds brûlés s'échappant par l'extrémité ouverte de la chambre. Au cours de cette réaction, il se produit de très gros dégagements de chaleur qui chauffent les parois de la chambre de combustion. Sous l'effet de la chaleur, les dépôts 11 et 12 libèrent des ions métalliques qui colorent les gaz s'échappant de la chambre de combustion.
  • Etant donné l'inertie thermique des parois de la chambre de combustion, il faut un certain temps pour les porter à la température voulue pour que la substance émettrice d'ions métalliques devienne active. C'est pourquoi il est avantageux de placer cette substance sur les nervures 10 où on a l'effet de pointe bien connu, c'est-à-dire un chauffage local beaucoup plus rapide que l'ensemble. Le temps de réaction lors de l'allumage est ainsi considérablement réduit.
  • Dans la deuxième forme d'exécution, illustrée aux figures 3 et 4, les éléments déjà décrits dans la première forme d'exécution portent les mêmes chiffres de référence.
  • Dans cette forme d'exécution, la chambre 3 est constituée par une douille en métal, de sorte que l'électrode 9 est déposée dans un manchon isolant 13.
  • Le diffuseur 6 présente une forme légèrement différente de celle représentée à la figure 1, mais joue exactement le même rôle.
  • Près de son extrémité ouverte, la chambre 3 présente un support transversal 14 qui est constitué par un manchon en matière réfractaire, par exemple en céramique. Un fil métallique 15 passe à l'intérieur de ce manchon et les extrémités de ce fil sont recourbées. Ce fil constitue une armature métallique pour le manchon 14, de sorte qu'en cas de rupture de celui-ci, par exemple à la suite d'un choc, le manchon 14 est maintenu en position par cette armature. Le manchon 14 constitue un support pour un dépôt 16 d'un sel constituant une substance émettrice d'ions métalliques pour colorer les gaz de combustion.
  • On peut bien entendu prévoir de nombreuses variantes d'exécution et, dans le cas des figures 3 et 4, il est clair que l'armature métallique pourrait être constituée par plusieurs fils 15. Le manchon 14 pourrait aussi être remplacé par une tige métallique ou par une baguette d'alumine ou encore par un support de forme différente, par exemple un trellis en forme de disque forcé à l'intérieur de la chambre 3.
  • Il est clair que les brûleurs décrits peuvent convenir aussi bien à un allume-feu du genre briquet, dans lequel le conduit 1 est solidaire d'un réservoir de gaz liquéfié, qu'à un bec de chauffage relié par un tuyau souple à un réservoir de gaz liquéfié.
  • De nombreux sels permettent de colorer les gaz chauds s'échappant du brûleur et l'on a obtenu d'excellents résultats, notamment lorsque le sel est un composé de sodium, de lithium, de strontium, de potassium ou de cuivre ou lorsque le sel est mélangé à un oxyde métallique ou à un carbure métallique.
  • Il est également possible que le support lui-même constitue le sel émetteur d'ions, notamment lorsque ce support est constitué par une baguette de verre. Suivant des variantes d'exécution, le support pourrait être constitué par un fil de platine, un oxyde métallique, un carbure métal­lique ou un nitrure métallique ou encore par une céramique poreuse et/ou à base d'alumine.

Claims (12)

1. Brûleur à gaz, comportant des moyens de contrôle du débit du gaz, une chambre de combustion débouchant à l'air libre et un dispositif de mélange air-gaz débouchant dans la chambre de combustion, caractérisé en ce qu'il comporte un sel disposé sur le passage des gaz de combustion et capable de les colorer.
2. Brûleur selon la revendication 1, caractérisé en ce que le sel est placé sur la paroi interne de la chambre de combustion.
3. Brûleur selon la revendication 1, caractérisé en ce que le sel est placé sur un support disposé dans le flux des gaz de combustion.
4. Brûleur selon la revendication 2 ou 3, caractérisé en ce que le sel est un composé de sodium, de lithium, de strontium, de potassium ou de cuivre.
5. Brûleur selon la revendication 4, caractérisé en ce que le sel est mélangé à un oxyde métallique ou à un carbure métallique.
6. Brûleur selon la revendication 3, caractérisé en ce que le support est une baguette de verre, qui constitue en même temps le sel.
7. Brûleur selon la revendication 3, caractérisé en ce que le support est un métal.
8. Brûleur selon la revendication 7, caractérisé en ce que le support est un fil de platine.
9. Brûleur selon la revendication 7, caractérisé en ce que le support est constitué par un manchon en matière réfractaire, traversé par au moins un fil métallique.
10. Brûleur selon la revendication 3, caractérisé en ce que le support est à base d'un oxyde métallique, d'un carbure métallique ou d'un nitrure métallique.
11. Brûleur selon la revendication 3, caractérisé en ce que le support est constitué par une céramique poreuse.
12. Brûleur selon la revendication 3 ou 11, caractérisé en ce que le support est constitué par une céramique à base d'alumine.
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