Brûleur à combustible liquide. La présente invention est relative à un brûleur à combustible liquide muni d'un dis positif d'alimentation en combustible dans le quel le combustible liquide subit un réchauf- fage préalable et où il est vaporisé en vue de son passage dans une chambre de combustion pour la production de chaleur.
Dans les dispositifs connus de combustion de l'huile du type ci-dessus défini, la pression intérieure engendrée dans le brûleur a pour effet de ralentir l'écoulement du combustible vers le brûleur, ce qui oblige d'utiliser des moyens de création d'une contre-pression et d'application de cette dernière à l'arrière du combustible, comme par exemple par l'intro duction d'une pression dans la cuve à com bustible en vue de refouler ce combustible vers le brûleur, de manière que ce dernier puisse fonctionner.
L'utilisation de moyens spéciaux de créa tion d'une pression et l'application de celle-ci au dispositif d'alimentation en combustible adjoint au brûleur à huile présentent des in convénients auxquels il n'est pas facile d'ob vier et qui, jusqu'ici, ont restreint le dévelop pement de ce genre de brûleurs par la. limita tion de son application aux installations rela tivement petites, car lorsque les dimensions des brûleurs augmentent, la création de la contre-pression et son application à l'arrière du combustible deviennent un problème d'une importance considérable, à tel point qu'à par tir d'une certaine dimension, cette catégorie de brûleurs ne peut plus être utilisée dans des conditions économiques.
Selon la présente invention, le brûleur à combustible liquide, du type comportant Lui dispositif d'alimentation en combustible, dans lequel le combustible liquide est contenu dans un réservoir, est caractérisé par le fait. qu'il comprend une chambre d'expansion pour les gaz provenant de la gazéification du combus tible, cette chambre \étant chauffée par les flammes qui sortent d'une tubulure disposée au-dessous de ladite chambre, cette tubulure appartenant à un tube à gaz pénétrant à l'in térieur de ladite chambre et dont l'orifice d'entrée est placé à la, partie supérieure de ladite chambre, cette chambre étant, en outre, pourvue d'une prise de pression placée à l'in térieur de la chambre et près du;
fond de celle-ci, cette prise traversant la paroi de la chambre pour aboutir à une tubulure débou chant à l'intérieur du réservoir à combusti ble, dans la. partie supérieure de ce dernier, ledit réservoir étant pourvu d'un organe de fermeture étanche et d'un conduit à combus tible qui part du voisinage de son fond et sur lequel est montée une vanne de réglage, ledit conduit de combustible étant. relié à un tube de vaporisation qui débouche à l'intérieur de ladite chambre d'expansion.
Le dessin ci-annexé représente, à titre d'exemple, une forme d'exécution du brûleur objet. de l'invention. La fig. 1 est une représentation schémati que du brûleur et de son dispositif d'alimen tation en combustible.
La fig. 2 représente, en partie en coupe verticale et en partie en élévation, la forme d'exécution du brûleur.
Dans le dessin annexé, 1 désigne -un réser voir contenant une réserve de combustible liquide, 2 une chambre d'expansion du brû leur et 3 une tubulure à la sortie de laquelle le gaz brûle pour chauffer la chambre 2, le gaz arrivant à la tubulure 3 par un tube 6 depuis la chambre 2.
On désigne par 4 une conduite d'huile montée entre le réservoir 1 et un tube 5 de vaporiseur qui débouche dans la chambre d'expansion 2, la conduite 4 com portant un robinet 7 de réglage du combus tible, tandis que 8 désigne une prise ou une tubulure qui pénètre dans la chambre d'ex pansion 2 et qui, par l'intermédiaire d'une conduite 9, est reliée au sommet .du réservoir 1 à combustible.
Lorsque, après avoir été amorcé et ré chauffé au préalable, le. brûleur fonctionne et que le robinet de réglage 7 est ouvert, le combustible passe du réservoir 1 par la con duite 4 dans le tube vaporiseur 5 à la sortie duquel il pénètre dans la chambre 2 où il est transformé en un gaz qui se dilate à l'inté rieur de cette chambre et engendre une pres sion;
une partie du gaz sous pression passe dans la tubulure 6, tandis qu'une autre partie de ce gaz passe par la conduite 9 dans la par tue supérieure du réservoir 1, à l'arrière du combustible qui se trouve dans ce réservoir.
La transmission de la pression de la cham bre 2 dans la cuve 1 à travers la conduite 9 a pour effet d'appliquer à l'arrière du combus tible, c'est-à-dire dans la partie! supérieure du réservoir 1, une pression égale à la contre- pression qui agit dans le tube 5 en sens con traire de l'écoulement du combustible dans la conduite 4 en direction de ce tube 5;
la masse de combustible se trouve donc comprimée par deux pressions égales et de sens contraire dont l'action s'annule, ce qui laisse le com bustible libre, de s'écouler par gravité, comme si la pression hydrostatique agissait seule, à travers la conduite 4 vers le tube 5, pour s'évaporer dans ce dernier et passer dans la chambre 2 pour sa transformation en un gaz surchauffé et dilaté dans cette chambre.
Du fait de l'application de pressions égales et de sens contraire sur les côtés oppo sés du combustible, ce: dernier est comprimé, et on peut tirer profit de cet état de pression pour réaliser un réglage de la flamme ou de la chaleur, ainsi que cela sera décrit ci-après.
Le cycle décrit continue de s'effectuer tant. qu'on laisse le combustible s'écouler par la conduite 4 vers le tube vaporiseur 5.
Ce qui a été exposé ci-dessus a simplement pour but de faire comprendre le principe de la présente invention, que l'on décrira ci-après d'une façon plus détaillée à l'aide d'une forme pratique de réalisation convenant à l'utilisation dans un foyer d'un appareil d'utilisation, par exemple une chaudière des tinée à une opération de lavage.
Ainsi que le montre la fig. 2, une plaque avantll pourvue d'orificeslla pour le passage de l'air est disposée de manière à servir de porta -de -fermeture pour -un folyer; un boîtier?I2, agencé de manière à pouvoir être monté dans ce foyer, s'étend à partir de cette plaque 11, à la façon d'un tiroir, par exemple.
Le réservoir 1 à combustible est fixé à un organe de support 20 à une hauteur convena ble au-dessus du boîtier 12 pour mettre le combustible convenablement en charge et de façon à être placé à l'extérieur du foyer quand le boîtier 12 a été mis en place dans ce foyer.
Le brfileur comprend une chambre, d'ex pansion 2 munie de tubes 5, 6 et 8, ainsi que d'une tubulure à gaz 3; il est placé dans le boîtier 12 à la distance voulue de la plaqué 11, et comporte autour de la partie inférieure de la chambre 2 une paroi 13 en forme de tronc de cône renversé constituant un cône de combustion et formant avec la partie infé rieure de la chambre 2 une zone de combus tion 14.
Le cône de combustion 7 3 est ouvert à son sommet ainsi qu'à sa base, et en dessous de ce cône se trouve -une cuvette ou dépression 15 ménagée dans le fond du boîtier 12, cuvette qui est destinée à contenir le combustible li quide utilisé pour le chauffage préalable de la chambre 2 lors de la mise en marche du brûleur.
Le réservoir à combustible 1 est muni d'un bcuchon 1a de fermeture étanche de l'orifice de remplissage, et qui, lorsqu'on le désire, peut être muni de moyens disposés de ma nière à fermer automatiquement l'orifice de sortie du réservoir en direction de la conduite 4 quand on retire le bouchon la, par exemple pour verser du combustible dans le réservoir 1.
Ceci constitue une mesure de sécurité des tinée à éviter le débordement du brûleur au cours de l'opération de remplissage, dans le cas où l'on aurait laissé ouvert un robinet 7 de réglage de l'arrivée du combustible; ce robinet - comprend un clapet à aiguille monté dans la conduite de combustible 4 aussi près que possible du tube vaporiseur 5.
La conduite de combustible 4 présente d'abord une partie verticale descendant de la. cuve 1, puis une partie inclinée vers le haut avant. son raccordement avec le tube vapori- seur 5; un régulateur de pression 16 est monté sur cette conduite, de manière à permettre l'utilisation, dans un but de réglage de la flamme ou de la chaleur auquel il a été fait allusion ci-dessus, de l'état de compression imposé au combustible par les pressions agis sant en sens contraire.
Un échangeur de chaleur 10 monté sur une conduite 9 et traversé par la conduite 4 permet à la chaleur du gaz qui passe de la chambre 2 dans le réservoir 1 d'être trans mise au combustible qui passe de cette cuve 1 au tube vaporiseur 5; ce ccimbustible est donc réchauffé avant qu'il atteigne le tube vapori- seur 5; d'autre part, la température du gaz sous pression dans la. conduite 9 est réduite avant que ce gaz atteigne le réservoir 1.
Comme le combustible chauffé tend à mon ter, il est essentiel que la conduite 4 prove nant du régulateur 16 soit installée de ma nière à avoir une pente ascendante continue à travers l'échangeur de chaleur 10 et jusqu'en un point situé au-delà de ce dernier, en vue de favoriser la tendance du combustible à monter après qu'il a été chauffé dans l'échan geur de chaleur 10, étant donné que si l'on avait disposé la conduite 4 de manière qu'elle présente une pente descendante, on aurait réalisé un état de turbulence dans la conduite, parce que le combustible chauffé aurait eu tendance à monter en sens contraire de l'écou lement du combustible sortant du réservoir 1.
Le régulateur de pression 16 peut être d'un type connu et comporter un robinet dans la conduite de combustible, ce robinet étant muni d'une tige reliée à un diaphragme flexi ble actionné par un ressort en vue de main tenir le robinet écarté de son siège et de lais ser le passage ouvert. à travers le régulateur, l'action du ressort pouvant être réglée au moyen d'un bouton 10a fixé sur une tige file tée;
ce bouton 10a est. disposé de manière à se déplacer devant un dispositif indicateur, de telle sorte qu'on puisse régler la valeur de la force du ressort, de façon qu'elle ne résiste qu'à. une pression déterminée résultant de la compression du combustible entre les pres sions de sens opposés agissant. sur le dia phragme; lorsque la pression dépasse la. valeur déterminée précitée, le robinet se ferme en s'appliquant sur son siège et coupe l'arrivée du combustible par la conduite 4 au brûleur, ce qui met ce dernier hors service.
En vue d'éviter la formation dans le dis positif de pressions qui pourraient être dan gereuses, on insère un élément 18 de section réduite dans la conduite 4 à l'entrée du; tube vaporiseur 5, de manière à limiter la quan tité de combustible introduite dans ce tube à une valeur suffisante à l'obtention d'un degré déterminé et désiré de chaleur, la grandeur de l'orifice de l'élément 18 étant choisie en fonction de celle de l'orifice de la tubulure 3.
L'élément 18 à section réduite et la tubu lure 3 peuvent être l'un et l'autre d'un type connu.
La conduite sous pression 9 suit, à partir du tube 8 de prélèvement de la pression qui est introduit dans la chambre d'expansion 2, un chemin ascendant jusqu'au sommet du ré servoir 1, la partie inférieure de cette con- duite passant obliquement dans l'échangeur de chaleur 10, de la base de l'une des extré mités de ce dernier à la partie supérieure de l'extrémité opposée.
Il est essentiel que la conduite 9 sous pres sion comporte une pente ascendante continue en direction du réservoir 1 et que l'échangeur de chaleur 10 soit d'une construction telle qu'il ne puisse pas se produire d'accumula tions de liquide dans la conduite 9 et dans l'échangeur de chaleur 10, étant donné que de telles accumulations provoqueraient la forma tion de bouchons de pression dans la conduite 9 et nuiraient à la liberté du passage du gaz vers le réservoir 1, ce qui aurait pour effet d'arrêter l'écoulement du combustible par la conduite 4 vers le brûleur.
Comme le gaz sous pression qui passe par la conduite 9 de la chambre d'expansion 2 vers le réservoir 1 est porté à une tempéra ture élevée, et comme il n'est pas avantageux que ce soit un gaz à température élevée qui soit introduit dans ce réservoir 1, on prévoit des moyens d'abaissement de la température du gaz avant sa pénétration dans le réservoir 1; pour assurer cet abaissement de tempéra ture, on prévoit un élément 17 à section ré duite à l'extrémité de sortie du tLibe 8 de prélèvement de la pression;
en plus de cette disposition, on retire, en outre, de la chaleur du gaz dans l'échangeur de chaleur 10 qui sert de chambre de dilatation pour le gaz, pour la transmettre au combustible circulant dans la conduite 4, en mettant le gaz en con tact avec cette dernière dans l'échangeur de chaleur 10.
Le refroidissement du gaz par la limita tion de son débit à l'aide d'un élément 17 à section réduite permet une plus forte dilata tion du gaz dans la conduite sous pression 9, l'échangeur de chaleur 10 et le réservoir 1.
L'absorption de la chaleur du gaz dans l'échangeur de chaleur 10 par le combustible circulant dans la conduite; 4 a pour effet non seulement d'abaisser la température du gaz, irais également d'élever la température du combustible, ce qui diminue la viscosité de ce dernier et le rend plus facilement apte à la vaporisation dans le tube 5;
ceci permet d'ob tenir un double effet consistant, d'une part, dans le maintien d'-Lui taux de rendement plus uniforme atix différentes allures de fonction nement et, d'autre part, dans l'accélération de la vitesse avec laquelle on obtient les pres sions de fonctionnement après allumage.
Le; tube vaporiseur 5 et le tube 8 de pré lèvement de la pression descendent à l'inté rieur de la chambre d'expansion 2, de telle sorte que leur extrémité ouverte débouche pour l'un et pour l'autre dans des zones pré sentant à peu près la même pression; en outre, lorsqu'on fait démarrer le brûleur, le tube 5 déverse du combustible liquide dans la cham bre d'expansion 2 qui, dans cette circonstance, sert de vaporiseur pour le démarrage.
Toutefois, lorsqu'il se produit suffisam ment de chaleur, la vaporisation du combus tible se fait dans le tubes 5, et la chambre 2 reprend sa fonction propre qui est de per mettre au gaz de se dilater sous l'action de .la chaleur de la flamme produite dans la zone de combustion 14 et, par ce moyen, on obtient une expansion considérable du gaz avant qu'il soit refoulé dans la zone de combustion 14, il en résulte qu'il faut moins d'air pour entretenir la. combustion et. qu'on obtient un meilleur rendement de celle-ci.
Le tube - 8 constitue non seulement un moyen de prélèvement de la pression dans la chambre d'expansion 2, pour le transfert de cette pression dans le réservoir 1 et son appli cation à l'arrière du combustible contenu dans ce réservoir, mais il permet aussi un réglage automatique de l'arrivée du combustible au brûleur comme cela va être indiqué ci-après.
Quand le robinet de réglage 7 du combus tible est ouvert pour amorcer le brûleur, lors du démarrage de ce dernier, l'air passe dans le réservoir pour remplacer le combustible sorti, et cela par l'intermédiaire de la tubu- lare 3, du tube 6, de la. chambre 2, du tube 8 et de la conduite 9, de telle sorte qu'en fai sant descendre le tube 8 convenablement dans la chambre d'expansion 2 et en le plaçant de façon que solo extrémité sorte à une distance déterminée du fond de cette chambre, on peut obtenir les deux résultats importants suivants:
1 Un réglage automatique de la. quantité (le combustible introduite dans la chambre 2 pour le démarrage ou amorçage, par la mise en place de l'extrémité ouverte inférieure du tube 8 en un point situé en dessous du niveau qu'atteint la quantité de combustible néces saire à l'amorçage, de telle sorte que, lorsque le combustible atteint ce niveau, il ferme le passage de l'air vers le réservoir 1 et y établit une dépression qui évite une sortie de com bustible du réservoir en trop grande quantité, la suppression de cette dépression permettant l'écoulement du liquide,
lorsqu'au cours de la combustion le niveau de combustible dans la chambre 2 baisse en laissant libre le passage pour le combustible gazéifié lorsque l'allu mage est. réalisé complètement.
2 La création automatique de la dépres sion de sécurité intervient comme il vient d'être dit également dans les cas où le robinet 7 de réglage du combustible a été ouvert acci dentellement ou autrement, sans que le brû leur ait été mis en service ou lors d'une extinction accidentelle, de manière à empê cher un écoulement excessif de combustible.
La dépression dont il vient d'être ques tion n'existe pas lorsque le combustible qui se trouve dans la chambre 2 se vaporise et qu'il est transformé en un gaz, lors du chauf fage de la chambre 2, l'établissement de cette dépression et sa suppression étant automati que.
L'extrémité inférieure du tube à. gaz 6 porte le gicleur 3 qui est dirigé vers la cham bre d'expansion 2; le tube 6 est recourbé sous l'angle nécessaire pour pouvoir traverser le fond de la chambre 2 et il se prolonge vers le haut, à l'intérieur de cette dernière, de telle sorte que son extrémité supérieure: soit aussi près que possible du sommet de cette cham bre:
on ménage ainsi une distance considé rable entre l'extrémité ouverte du tube 6 et l'extrémité ouverte du tube 8 du prélèvement de la pression, de manière à réaliser une marge satisfaisante de sécurité, dans les limites de laquelle peut, s'établir la dépression précitée.
L'air nécessaire à la combustion dans le brûleur est admis à travers les trous lla per cés dans la porte 11, et à travers le boîtier 12 jusque dans la zone de combustion 14; à l'aide d'un registre qui coopère avec les trous 11a de la porte 11 et actionné par la tige; du ro binet de réglage 7, on peut réaliser un moyen pour faire varier l'admission de l'air à travers les. trous précités lla en fonction du degré d'ouverture du robinet 7, ce moyen n'étant pas représenté.
Il est avantageux d'insérer un filtre 19 dans la conduite 4 à combustible, entre le réservoir 1 et le régulateur 16.
Pour faire fonctionner le brûleur, on place une petite quantité d'alcool méthylique ou d'un autre combustible volatil dans la cu vette 15 du boîtier 12, à l'aide de n'importe quel moyen approprié, et on l'allume, une porte étant prévue sur le côté du boîtier 12, dans l'appareil représenté dans la fig. 2, pour permettre cette opération, à la suite de quoi on ouvre entièrement le robinet 7 de réglage du combustible, ce qui provoque également l'ouverture des trous 11a d'admission de l'air.
Le régulateur 16 est placé sur le réglage qui permettra de produire la chaleur maxi mum juste nécessaire.
Le combustible s'écoule alors par la con duite 4 et le tube vaporiseur 5 dans la cham bre d'expansion 2 jusqu'à ce qu'il atteigne le niveau recouvrant l'extrémité inférieure du tube 8 de prélèvement de la. pression, à la suite de quoi la dépression est créée dans le réservoir 1 et le combustible cesse de s'écouler de ce réservoir.
Sous l'action de la chaleur provenant de la combustion du combustible de réchauffage qui se trouve dans la cuvette 15, le combus tible de la chambre 2 se vaporise et se trans forme en un gaz sous pression dont une partie passe dans la tubulure 3, par le tube 6, et s'allume au contact des flammes produites dans la coupelle 15 en contribuant à chauffer davantage la chambre 2. En même temps, du gaz sous pression passe par la conduite 9 dans le réservoir 1 et élimine la dépression créée par le combus tible liquide, au cours de l'amorçage du brû- leur.
Dès que la dépression a disparu, une quantité plus grande de combustible arrive dans le tube vaporiseur 5 et la chambre d'ex pansion 2, ce qui produit davantage de gaz et la pression commence à s'élever; il n'y a aucun risque, au cours du fonctionnement du brûleur, d'expulsion brusque de combustible brut enflammé par la tubulure 3, car le joint de liquide, établissant la dépression de sécu rité qui arrête le; débit du. réservoir, se forme avant.
La disposition des tubulures est telle qu'il arrive au cours de l'allumage plus de combus tible qu'il n'en faut pour produire le gaz né cessaire à l'alimentation de la flamme du brû leur; il s'ensuit une augmentation progressive de la pression dans tout le dispositif, jusqu'à ce qu'on ait atteint le point où le gaz con sommé est égal à la quantité de combustible qui arrive.
Le réglage du combustible se fait de deux manières, à savoir 1 Automatiquement, à l'aide du régula- telu de pression 16, en fonction de, son ré glage.
2 Manuellement, à l'aide du robinet de réglage 7.
Cela permet de réaliser à tout instant un réglage complet et sûr du brûleur.
Quoique le brûleur fonctionne d'une ma nière satisfaisante lorsque la charge de com bustible est faible, il est sensibles aux varia- tions du niveau -du -combustible, ce qui a pour effet que, lorsque la charge est faible, il faut régler périodiquement le robinet 7, de ma nière à maintenir la pression de fonctionne ment constante, mais l'utilisation du régula teur de pression 16 et la position appropriée donnée au réservoir 1 pour assurer une moin dre variation relative de la charge selon le niveau du combustible dans ledit réservoir,
permettent un fonctionnement continu plus stable et évitent la nécessité d'un tel réglage. Ceci s'applique particulièrement au cas où le réservoir 1 est placé de façon que son axe lon gitudinal soit horizontal au lieu d'être ver tical.
On voit que l'utilisation d'un brûleur du type décrit permet d'éviter l'usage de moyens spéciaux pour la création d'une pression sup plémentaire pour l'introduction du combusti ble dans le brûleur. L'utilisation de la pres sion créée dans le brûleur permet d'envisager son alimentation régulière par gravité seule ment, ce qui simplifie considérablement la construction et l'utilisation du brûleur.
Le fait de placer le combustible sous pres sion, bien que sa circulation ait lieu par gra vité, permet d'utiliser cette pression au con trôle de l'alimentation du brûleur en combus tible et, par voie de conséquence, de contrôler la chaleur produite, ce qui donne une sécurité supplémentaire .dans l'utilisation du brûleur.
Le fonctionnement du brûleur étant sta ble, son rendement en est amélioré, car on assure; une combustion plus complète et .plus effective. Les moyens de contrôle de l'écoule ment du combustible qui sont manuels ou automatiques, ou les deux à la fois, permet tent d'obtenir des allures de combustion pou vant varier dans de grandes limites.
La dépression créée dans la chambre d'ex pansion du brûleur est une conséquence de l'étanchéité d1_ bouchage du réservoir, pet pro cure une grande sécurité, car elle permet de remédier aux inconvénients bien connus des brûleurs analogues:
Dans les brûleurs connus, en effet, lorsqu'on ouvre par mégarde le ro binet placé sur l'admission, ou que celui-ci présenta urne fuite, le combustible liquide se répand de façon constante et crée un grave danger d'incendie en cas d'allumage sans pré cautions, en dehors des inconvénients résul- tant du fait que les combustibles ainsi répan dus endommagent tous les objets placés dans le voisinage,
du fait du pouvoir qu'ils ont d'adhérer par capillarité sur tous les objets qu'ils atteignent. L'introduction dans les cir- cuits de distribution d'orifices calibrés limi tant les débits constitue une sécurité supplé mentaire contre les élévations accidentelles de pression clans le dispositif étanche.
Liquid fuel burner. The present invention relates to a liquid fuel burner provided with a fuel supply device in which the liquid fuel undergoes preheating and where it is vaporized with a view to its passage into a combustion chamber for heat production.
In known oil combustion devices of the type defined above, the internal pressure generated in the burner has the effect of slowing down the flow of fuel to the burner, which makes it necessary to use means for creating back pressure and application of the latter to the rear of the fuel, such as for example by the introduction of a pressure in the fuel tank in order to discharge this fuel towards the burner, so that this last can work.
The use of special means of creating a pressure and the application thereof to the fuel supply device adjoining the oil burner present drawbacks which are not easily obviated and which , so far, have restricted the development of this type of burners by. limitation of its application to rela tively small installations, because as the dimensions of the burners increase, the creation of the back pressure and its application to the rear of the fuel becomes a problem of considerable importance, so much so that by firing of a certain size, this category of burners can no longer be used in economic conditions.
According to the present invention, the liquid fuel burner, of the type comprising itself a fuel supply device, in which the liquid fuel is contained in a tank, is characterized by the fact. that it comprises an expansion chamber for the gases coming from the gasification of the fuel, this chamber \ being heated by the flames which come out of a pipe placed below said chamber, this pipe belonging to a gas tube penetrating inside said chamber and the inlet orifice of which is placed in the upper part of said chamber, this chamber being, moreover, provided with a pressure tap placed inside the chamber. room and near the;
bottom thereof, this outlet passing through the wall of the chamber to end in a pipe opening singing inside the fuel tank, in the. upper part of the latter, said reservoir being provided with a sealed closure member and with a fuel pipe which starts from the vicinity of its bottom and on which is mounted an adjustment valve, said fuel pipe being. connected to a vaporization tube which opens inside said expansion chamber.
The accompanying drawing shows, by way of example, an embodiment of the subject burner. of the invention. Fig. 1 is a schematic representation of the burner and its fuel supply device.
Fig. 2 shows, partly in vertical section and partly in elevation, the embodiment of the burner.
In the appended drawing, 1 denotes -a tank containing a reserve of liquid fuel, 2 a burner expansion chamber and 3 a pipe at the outlet of which the gas burns to heat the chamber 2, the gas arriving at the tubing 3 through a tube 6 from chamber 2.
4 denotes an oil pipe mounted between the reservoir 1 and a vaporizer tube 5 which opens into the expansion chamber 2, the pipe 4 comprising a valve 7 for adjusting the fuel, while 8 denotes a plug. or a pipe which enters the expansion chamber 2 and which, via a pipe 9, is connected to the top of the fuel tank 1.
When, after being primed and reheated beforehand, the. burner is operating and the control valve 7 is open, the fuel passes from tank 1 through pipe 4 into vaporizer tube 5 at the outlet of which it enters chamber 2 where it is transformed into a gas which expands at the inside this chamber and generates pressure;
part of the pressurized gas passes through the pipe 6, while another part of this gas passes through the pipe 9 in the upper part of the tank 1, behind the fuel which is in this tank.
The transmission of pressure from chamber 2 to tank 1 through line 9 has the effect of applying fuel to the rear, that is to say in the part! higher than the tank 1, a pressure equal to the back pressure which acts in the tube 5 in the opposite direction to the flow of fuel in the pipe 4 in the direction of this tube 5;
the mass of fuel is therefore compressed by two equal pressures in the opposite direction, the action of which is canceled, which leaves the fuel free to flow by gravity, as if the hydrostatic pressure were acting alone, through the pipe 4 to tube 5, to evaporate in the latter and pass into chamber 2 for its transformation into a superheated and expanded gas in this chamber.
Due to the application of equal pressures and in opposite directions on the opposite sides of the fuel, the latter is compressed, and one can take advantage of this state of pressure to achieve an adjustment of the flame or the heat, thus that will be described below.
The cycle described continues to run so long. allow the fuel to flow through line 4 to vaporizer tube 5.
What has been explained above is simply intended to make the principle of the present invention understood, which will be described in more detail below with the aid of a practical embodiment suitable for the purpose. Use in a household of an appliance for use, for example a boiler for a washing operation.
As shown in fig. 2, a front platell provided with orificeslla for the passage of air is arranged so as to serve as a closing door for a folyer; a box I2, arranged so as to be able to be mounted in this hearth, extends from this plate 11, in the manner of a drawer, for example.
The fuel tank 1 is fixed to a support member 20 at a suitable height above the housing 12 to properly charge the fuel and so as to be placed outside the fireplace when the housing 12 has been put. in place in this home.
The brfileur comprises a chamber, expansion 2 provided with tubes 5, 6 and 8, as well as a gas pipe 3; it is placed in the housing 12 at the desired distance from the plate 11, and comprises around the lower part of the chamber 2 a wall 13 in the form of an inverted truncated cone constituting a combustion cone and forming with the lower part of the bedroom 2 a combustion zone 14.
The combustion cone 7 3 is open at its top as well as at its base, and below this cone there is a bowl or depression 15 formed in the bottom of the housing 12, which bowl is intended to contain the liquid fuel. used for pre-heating of chamber 2 when the burner is started.
The fuel tank 1 is provided with a bcap 1a for sealing the filling orifice, and which, when desired, can be provided with means arranged so as to automatically close the outlet of the tank. in the direction of the pipe 4 when the plug 1a is removed, for example to pour fuel into the tank 1.
This constitutes a safety measure for preventing the burner from overflowing during the filling operation, in the event that a valve 7 for adjusting the fuel supply has been left open; this valve - comprises a needle valve mounted in the fuel line 4 as close as possible to the vaporizer tube 5.
The fuel line 4 first has a vertical part descending from the. tank 1, then a part inclined upward before. its connection to the vaporizer tube 5; a pressure regulator 16 is mounted on this pipe, so as to allow the use, for the purpose of adjusting the flame or the heat alluded to above, of the state of compression imposed on the fuel by pressures acting in the opposite direction.
A heat exchanger 10 mounted on a pipe 9 and crossed by the pipe 4 allows the heat of the gas which passes from the chamber 2 in the tank 1 to be transferred to the fuel which passes from this tank 1 to the vaporizer tube 5; this imbustible is therefore reheated before it reaches the vaporizer tube 5; on the other hand, the temperature of the pressurized gas in the. line 9 is reduced before this gas reaches tank 1.
As the heated fuel tends to rise, it is essential that line 4 from regulator 16 be installed so as to have a continuous upward slope through heat exchanger 10 and to a point beyond. of the latter, in order to promote the tendency of the fuel to rise after it has been heated in the heat exchanger 10, given that if the pipe 4 had been arranged so that it has a slope descending, a state of turbulence would have been achieved in the pipe, because the heated fuel would have tended to rise in the opposite direction to the flow of the fuel leaving tank 1.
The pressure regulator 16 may be of a known type and comprise a valve in the fuel line, this valve being provided with a rod connected to a flexible diaphragm actuated by a spring for the purpose of keeping the valve away from its position. seat and leave the passage open. through the regulator, the action of the spring being adjustable by means of a button 10a fixed on a threaded rod;
this button 10a is. arranged so as to move in front of an indicating device, so that the value of the force of the spring can be adjusted, so that it resists only. a determined pressure resulting from the compression of the fuel between the oppositely acting pressures. on the diaphragm; when the pressure exceeds the. aforementioned determined value, the valve closes while resting on its seat and cuts off the arrival of fuel via line 4 to the burner, which puts the latter out of service.
In order to avoid the formation in the positive device of pressures which could be dangerous, an element 18 of reduced section is inserted in the pipe 4 at the inlet of; vaporizer tube 5, so as to limit the quantity of fuel introduced into this tube to a value sufficient to obtain a determined and desired degree of heat, the size of the orifice of element 18 being chosen as a function of that of the orifice of the tubing 3.
The element 18 with reduced section and the tube 3 can both be of a known type.
The pressure pipe 9 follows, from the pressure sampling tube 8 which is introduced into the expansion chamber 2, an ascending path to the top of the tank 1, the lower part of this pipe passing obliquely. in the heat exchanger 10, from the base of one end of the latter to the upper part of the opposite end.
It is essential that the line 9 under pressure has a continuous upward slope towards the tank 1 and that the heat exchanger 10 is of such a construction that no accumulation of liquid can occur in the tank. pipe 9 and in the heat exchanger 10, since such accumulations would cause the formation of pressure plugs in the pipe 9 and interfere with the free passage of gas to the tank 1, which would have the effect of stop the flow of fuel through line 4 to the burner.
Since the pressurized gas which passes through line 9 from the expansion chamber 2 to the reservoir 1 is brought to a high temperature, and since it is not advantageous for a gas at high temperature to be introduced into this reservoir 1, means are provided for lowering the temperature of the gas before it enters the reservoir 1; to ensure this lowering of temperature, an element 17 with a reduced section is provided at the outlet end of the tLibe 8 for taking the pressure off;
in addition to this arrangement, heat is also removed from the gas in the heat exchanger 10 which serves as an expansion chamber for the gas, in order to transmit it to the fuel circulating in the pipe 4, by putting the gas in contact with the latter in the heat exchanger 10.
The cooling of the gas by limiting its flow rate by means of an element 17 with reduced section allows a greater expansion of the gas in the pressurized pipe 9, the heat exchanger 10 and the tank 1.
The absorption of heat from the gas in the heat exchanger 10 by the fuel circulating in the pipe; 4 has the effect not only of lowering the temperature of the gas, but also of raising the temperature of the fuel, which decreases the viscosity of the latter and makes it more easily suitable for vaporization in the tube 5;
this makes it possible to obtain a double effect consisting, on the one hand, in maintaining a more uniform rate of return at the different operating speeds and, on the other hand, in accelerating the speed with which the operating pressures are obtained after ignition.
The; vaporizer tube 5 and the pressure take-off tube 8 descend inside the expansion chamber 2, so that their open end opens out for both in areas present at about the same pressure; furthermore, when the burner is started, the tube 5 pours liquid fuel into the expansion chamber 2 which, in this circumstance, serves as a vaporizer for starting.
However, when sufficient heat is produced, the vaporization of the fuel takes place in the tubes 5, and the chamber 2 resumes its own function which is to allow the gas to expand under the action of the heat. of the flame produced in the combustion zone 14 and by this means a considerable expansion of the gas is obtained before it is discharged into the combustion zone 14, as a result less air is required to maintain the gas. . combustion and. that a better yield is obtained from it.
The tube - 8 not only constitutes a means of sampling the pressure in the expansion chamber 2, for the transfer of this pressure in the tank 1 and its application to the rear of the fuel contained in this tank, but it allows also an automatic adjustment of the arrival of fuel to the burner as will be indicated below.
When the fuel control valve 7 is open to prime the burner, when the latter starts up, the air passes into the tank to replace the fuel released, and this through the tube 3, the tube 6, from the. chamber 2, of the tube 8 and of the pipe 9, so that by lowering the tube 8 suitably into the expansion chamber 2 and placing it so that its end comes out at a determined distance from the bottom of this chamber, the following two important results can be obtained:
1 Automatic adjustment of the. quantity (the fuel introduced into chamber 2 for starting or priming, by positioning the lower open end of tube 8 at a point below the level reached by the quantity of fuel required for priming , so that, when the fuel reaches this level, it closes the passage of air to the tank 1 and establishes a negative pressure there which prevents an excess of fuel from leaving the tank, the elimination of this negative pressure allowing liquid flow,
when during combustion the fuel level in chamber 2 drops, leaving free the passage for the gasified fuel when ignition is on. achieved completely.
2 The automatic creation of the safety vacuum takes place, as has just been said, also in cases where the fuel adjustment valve 7 has been opened accidentally or otherwise, without the burner having been put into service or when accidental extinction, so as to prevent excessive flow of fuel.
The depression just mentioned does not exist when the fuel which is in chamber 2 vaporizes and is transformed into a gas, during the heating of chamber 2, the establishment of this depression and its elimination being automatic.
The lower end of the tube to. gas 6 carries the nozzle 3 which is directed towards the expansion chamber 2; the tube 6 is bent at the angle necessary to be able to pass through the bottom of the chamber 2 and it extends upwards, inside the latter, so that its upper end: is as close as possible to the top of this room:
a considerable distance is thus kept between the open end of the tube 6 and the open end of the tube 8 for sampling the pressure, so as to achieve a satisfactory safety margin, within the limits of which the pressure can be established. aforementioned depression.
The air necessary for combustion in the burner is admitted through the holes lla drilled in the door 11, and through the housing 12 into the combustion zone 14; using a register which cooperates with the holes 11a of the door 11 and actuated by the rod; of the adjustment valve 7, it is possible to provide a means for varying the admission of air through them. aforementioned holes 11a depending on the degree of opening of the valve 7, this means not being shown.
It is advantageous to insert a filter 19 in the fuel line 4, between the tank 1 and the regulator 16.
In order to operate the burner, a small amount of methyl alcohol or other volatile fuel is placed in the bowl 15 of the housing 12, using any suitable means, and ignited. door being provided on the side of the housing 12, in the apparatus shown in FIG. 2, to allow this operation, following which the fuel adjustment valve 7 is fully opened, which also causes the opening of the air intake holes 11a.
The regulator 16 is placed on the setting which will produce the maximum heat just necessary.
The fuel then flows through the duct 4 and the vaporizer tube 5 into the expansion chamber 2 until it reaches the level covering the lower end of the sampling tube 8 of the. pressure, as a result of which vacuum is created in tank 1 and fuel stops flowing from this tank.
Under the action of the heat from the combustion of the reheating fuel which is in the bowl 15, the fuel in the chamber 2 vaporizes and is transformed into a pressurized gas, part of which passes into the pipe 3, through tube 6, and ignites on contact with the flames produced in cup 15, helping to further heat chamber 2. At the same time, pressurized gas passes through line 9 into tank 1 and eliminates the depression created by liquid fuel, during the ignition of the burner.
As soon as the vacuum has disappeared, a greater quantity of fuel arrives in the vaporizer tube 5 and the expansion chamber 2, which produces more gas and the pressure begins to rise; there is no risk, during the operation of the burner, of sudden expulsion of raw fuel ignited by the pipe 3, because the liquid seal, establishing the safety depression which stops the; flow of. reservoir, forms before.
The arrangement of the pipes is such that during ignition more fuel arrives than is necessary to produce the gas necessary to supply the flame of the burner; there follows a gradual increase in pressure throughout the device, until the point has been reached where the gas consumed is equal to the quantity of fuel which arrives.
The fuel is regulated in two ways, namely 1 Automatically, using the pressure regulator 16, as a function of its setting.
2 Manually, using the adjustment valve 7.
This allows complete and safe burner adjustment at all times.
Although the burner operates satisfactorily when the fuel load is low, it is sensitive to changes in the fuel level, which means that when the load is low it is necessary to adjust periodically. valve 7, so as to keep the operating pressure constant, but the use of the pressure regulator 16 and the appropriate position given to the tank 1 to ensure less relative variation of the load according to the level of the fuel in said reservoir,
allow more stable continuous operation and avoid the need for such adjustment. This applies particularly to the case where the tank 1 is placed so that its longitudinal axis is horizontal instead of being vertical.
It can be seen that the use of a burner of the type described makes it possible to avoid the use of special means for the creation of an additional pressure for the introduction of fuel into the burner. The use of the pressure created in the burner makes it possible to envisage its regular supply by gravity only, which considerably simplifies the construction and the use of the burner.
The fact of placing the fuel under pressure, although its circulation takes place by gravity, allows this pressure to be used to control the fuel supply to the burner and, consequently, to control the heat produced. , which gives additional security in the use of the burner.
The operation of the burner being stable, its efficiency is improved, because it is ensured; more complete and more efficient combustion. The means for controlling the flow of fuel which are manual or automatic, or both at the same time, make it possible to obtain combustion rates which can vary within wide limits.
The negative pressure created in the expansion chamber of the burner is a consequence of the tightness of the plugging of the tank, which provides great safety, since it makes it possible to remedy the well-known drawbacks of similar burners:
In known burners, in fact, when the valve placed on the inlet is inadvertently opened, or when the latter has a leak, the liquid fuel spreads constantly and creates a serious fire danger in the event of a leak. ignition without precautions, apart from the disadvantages resulting from the fact that the fuels thus spread damage all objects placed in the vicinity,
because of the power they have to adhere by capillary action on all the objects they reach. The introduction into the distribution circuits of calibrated orifices limiting the flow rates constitutes an additional safety against accidental increases in pressure in the sealed device.