Brevet FR2005149A1 — publié le 19691205

x 2005149 la présente invention se rapporte à un dispositif pour signaler la combustion d'un combustible, et plus particulièrement à un dispositif devant indiquer si un combustible gazeux, liquide ou solide est, ou non, en. train de brûler. 5 3îa nocivité pour l'être humain d'un gaz brûlé rési- duaire est devenue un. sérieux problème social, et il est désormais extrêmement important, tant en ce qui concerne la nocivité des gaz résiduaires que le problème des réglages de chaleur, d'isoler de l'atmosphère la chambre de combustion, ou le mode d'évacuation des 10 gaz résiduaires d'un appareil à combustion, pour éviter qu'ils se diffusent le milieu atmosphérique humain. Jusqu'à présent divers moyens étaient employés pour évacuer à l'extérieur les gaz dégagés par les appareils à combustion. Cependant, les systèmes de conduits prévus dans ces appareils pour empêcher la diffusion 15 des gaz brûlés, ne permettent pas l'observation directe de la flamme de combustion dans 1 * appareil. Même lorsqu'un regard est prévu dans une partie de l'appareil adjacente à la chambre de combustion, l'observation directe de la flamme, si elle est possible, est malheureusement limitée à ee seul contrôle. Sans une 20 autre réalisation, tin bâtonnet transparent en verre, verre de quarts ou verre cristallin, avec une extrémité en forme de cône a servi à l'observation directe de la flamme, en introduisant dans celle-ci le bout cônique de la baguette transparente, de façon que son incandescence émette une lumière qui, transmise à 25 l'autre bout de la baguette, puisse y être observée par 14opérateur. Sans ee cas, cependant, l'extrémité exposée à la flamme se ramollit, se déforme ou s'altère en devenant moins transparente, ou se brise. Se plus son échauffement est plutôt lent, d'où l'inconvénient qu'un long délai est méeessaire pour que ce dispositif 30 indique que l'état de combustion est effectif. i-fin d'éviter les inconvénients ci-dessus, la présente invention vise à fournir un dispositif nouveau et utile cossme indicateur de combustion. Un des objets de l'invention est de fournir un dispo-35 sitif nouveau et utile pour indiquer la combustion grâce auquel il soit possible d'observer directement, et dans n'importe quelle direction, la flamme dans le foyer de l'appareil à combustion. l'invention a aussi pour objet que ledit dispositif fonctionne sans trop de retard et signale la combustion lorsqu'elle UO se produit effectivement, et en outre, que ce dispositif puisse r 08146 2 2005149 être utilisé pendant une longue période, sans que son rendement se trouve diminué. le dispositif de la présente invention est caractérisé par un corps de base transparent en forme de bâtonnet, fait en 5 matière céramique telle que -verre cristallin, ou similaire, et par Tin élénent métallique résistant à la chaleur et à l'oxydation, fixé à une extrémité du corps de base, ou prévu pour précéder cette extrémité. Sans l'appareil à combustion, le corps de base eat monté de façon que l'élément métallique entre en plein dans la 10 flamme, ou lui soit adjacent, lia lumière émise par 1 'élânent porté au rouge dans la flamme se transmet tout an long du corps de base jusqu'à l'autre extrémité, où l'opérateur peut constater ai le combustible est, ou non, en train de brûler effectivement• La fig.I est une vue schématique d'une réalisation 15 préférée de la présente invention, et les figures 2 à 4 représentent diverses -variantes de cette réalisation* En ïig.l, est représenté un brûleur à gaz en fonctionnement; a*, flamme II est séparée de l'oeil 3 de l'observateur par une paroi 2 qui isole le gaz résiduaire de l'atmosphère ambiante» 20 et permet de le conduire à la sortie, (non représentée) de l'appareil à combustion. Cette paroi 2 étant d'ordinaire opaque, un dispositif eat nécessaire pour signaler l'état de combustion. Sans le dispositif conforme à la présente in Tention, le corps de hase 4 a la forme d'une baguette faite en Terre transparent, et 25 un fil métallique 5 résistant à la chaleur et à l'oxydation est bien assujetti à une extrémité 41 du corps de base 4. le fil métallique 5 est appliqué sur la surface terminale du corps 4 en bâtonnet, dé façon à pouvoir être introduit dans la flamme 11 du brûleur I. Lorsque brûle le combustible mis en jeu par le brûleur I, 30 le fil métallique 5 est chauffé rapidement par la flamme 11 en émettant une lumière très brillante qui traverse le corpa transparent 4 dcun bout 41 à l'autre 42 dans le sens de la flèche À suivant la ligne en trait discontinu de la figure.1, de sorte que l'autre extrémité 42 prend une teinte rouge vif dont l'observation 35 révèle l'état de combustion du brûleur I. En fig.I, un fil métallique 5 est utilisé comme élément métallique alors que dans la variante dé la fig.2, on se sert d'une petite pièce métallique 51 attachée à un fil métallique. La fig.3 représente une forme modifiée du corps trans- 40 parent 43» 69 08146 5 2005149 La fig» 4 représente la combinaison, du bâtonnet de verre transparent 44 et d'un faisceau 6 en fibre conductrice de la lumière, qui est utilisé à la place du corps de base transparent en batônnet représenté en fig.I ; avec le dispositif montré en ïig. 3 et 4, la position d'observation 45 et 61 peut être déplacée comme on le désire. Les exemples suivants illustrent la présente invention» EXEMPLE 1 — Chacun des constituants de la composition contenant respectivement en poids d'oxyde i SiOg» 10$, AlgO^ 19»6 10 Li20= 2,8 £, BaO » 0,4 £, 2n0 = l,6jS, MgO = 1,8 #, Sb^ = 0,5 TiOg * 1,8 $> et Zr.Og » 2,0 ^ est mélangé avec les autres et porté à llétat de fusion à la température d'environ 1.650°C de façon à obtenir un bâtonnet de verre solide de 6 mm de diamètre, par façonnage mécanique. Ledit bâtonnet de verre est coupé à la lon-15 goeur de 102 mm, et soumis à une température de 850°C pendant quatre heures pour qu'il se transforme en verre cristallin transparent, possédant un très faible coefficient de dilatation linéaire (6 x 10~7 es/cm *C), ainsi qu'un point élevé de transition (820°), et une très grande transparence* 20 Ce bâtonnet de verre cristallin transparent est utilisé comme corps de base transparent référencé 4 sur la fig.I. Un fil VyTrfcfrfll de 0,5 mm de diamètre disposé comme en Fig.I est utilisé conaoe fil métallique référencé 5 en fig.I ; il est assujetti à 3 mm de l'extrémité du bâtonnet de verre. La flamme du Bec Bunsen est 25 alimentée an gaz de ville. On mesure le temps écoulé entre l'introduction du fil métallique dans la flamme et le moment où la combustion est détectée à l'oeil nn au bâtonnet transparent. Ce temps est d'environ deux secondes, la forte brillance perçue à l'extrémité du bâtonnet facilitant l'observation, 30 Des tests similaires sont faits avec un bâtonnet de verre cristallin transparent à extrémité conique formant à son sommet un angle d'environ 20° ; le temps de détection est alors de 8 secondes. Par rapport aù système antérieur, le dispositif de la présente invention apparaît donc très supérieur, tant en 35 ce qui concerne le raccourcissement du temps de détection, que la brillance accrue perceptible à la surface terminale du bâtonnet transparent. 08146 4 2005149 En outre, le botlt cônique du bâtonnet de comparaison, devient blanc laiteux quand les essais sont répétés plusieurs fois. Par contre, le fil métallique de la présente invention ne change pas d'aspect, tout en restent aussi efficace, ce qui prouve que le fil conforme à l1 invention peut être utilisé longtemps sans diminution de son rendement. Ht x HinTPTIg 2 — Une lame métallique d'alliage Hi-Cr, aux dimensions de 5 mm x 5 mm, et de 0,2 mm d1épaisseur, est utilisée à la place du fil métallique de l'exemple I. lies résultats sont les mêmes qu'à l'exemple I. EXEMPLE 3 - Une baguette de verre cristallin transparent courbée à environ 120° comme sur la fig.3, eat utilisée à la plaee du corps de base dé l'exemple 1. les résultats sont les mêmes que ceux obtenus à l'exemple Ii lia. direction de 1 * observation pouvant être modifiée comme l'indiqué la fig.3. WY KKTPT3? 4 _ Les essais sont semblables à ceux de l'exemple 1, sauf qu'une extrémité de la baguette de verre cristallin transparent est amincie, puis reliée à l'aide d'iraldite à un systèsa optique en fibre plastique conductrice de la lumière, le "Chrofan type l6l0x" fabriqué par Du Pont de Hemours, cet assemblage étant utilisé à la place du carpe de base transparent de l'exemple I. Malgré la réduction de l'aire émettant la lumière à observer, l'efficacité est la même qu'à l'exemple I. Aux réalisations ainsi décrites, des variations et modifications peuvent être apportées dans le cadre de la présente invention. Par exemple, l'élément métallique peut ne pas être assujetti nécessairement au corps transparent, mais à une plaque en vue du chauffage par la flamme de combustion. De plus, une baguette transparente solide, un corps transparent en forme de plaque, ou un tube transparent à paroi épaisse peuvent être utilisés comme corps de base transparents. le bout du corps transparent qui fait face à la source de lumière peut être élargi, alors que l'autre bout qui émet la lumière à observer, est aminci de façon à rendre celle-ci plus intense. 08146 5 2005149 De plus, tme mince couche de verre à faible indice de réfraction peut servir de revêtement à la périphérie du corps de base transparent. la. matière constitutive de l'élément métallique émetteur de lumière dans la flamme, doit être choisie parmi les métaux résistants à la chaleur et inoydables, non susceptibles d'être altérés par la flamme de combustion<> On préfère utiliser l'alliage Si-Cr ou l'acier au chrome, ou des fils de kanthal, ou le pyromax, comme matières constitutives pour l'élément métallique de la présente invention. On peut aussi utiliser un élément métallique avec un revêtement céramique, tel que ThOg-GeO^j cet assemblage émet xme lumière plus brillante, lorsqu'on se sert d'un fil métallique, il vaut mieux que son diamètre dépasse 0,4 mm environ, car un fil trop mince pourrait se ramollir. Par contre, un fil de diamètre excessif serait d'un moins bon fonctionnement, tandis que le temps de détection serait allongé« lia façon de disposer l'élément métallique émetteur de lumière par rapport au corps de base transparent et au brûleur eat facile à déterminer expérimentalement., 69 08146 s 2005149 HE7ESIICAIIOHS L'invention, a pour objet î 1 - Dispositif pour indiquer qu'un combustible est entré en com bustion, dans lequel le perfectionnement comprend un corps de base transparent et un élànent métallique résistant à la 5 chaleur et à l'oxydation, situé en face d'une extrémité dudit corps de base transparent, la partie adjacente dudit élément métallique, quand elle est soumise à la combustion, émettant une lumière qui est transmise de ladite extrémité du corps de base transparent, jusqu'à son antre extrémité, où on l*obseire 10 comme indice de combustion. . 2 — Dispositif selon I, dans lequel ledit élément métallique est assujetti de façon fixe à une des extrémités du corps de hase transparent. 3 - Dispositif selon I, dans lequel ledit élément métallique est 15 assujetti à une plaque prévue au dispositif, de façon que cet élément métallique soit placé en face de ladite extrémité du corps de base transparent 4 — Dispositif selon I, dans lequel ledit corps de base transpa rent comprend un corps solide transparent anemri sé et un 20 système optique en fibre conductrice de lumière, relié audit corps solide, de façon que la position d'observation puisse être modifiée comme on le désire. 5 - Dispositif selon I, dans lequel ladite extrémité du corps de hase transparent est élargie, tandis que l'antre est réduite, 25 afin que l'intensité de la lumière émise soit accrue pour faciliter l'observation. 6 — Dispositif selon I, dans lequel l'élément métallique est un fil en une matière telle que l'alliage Hi-Cr, l'acier Cr, le kanthal ou le Pyromai. 30 7 — Dispositif selon I, dans lequel l'élément métallique est ~»np petite plaque métallique en une matière telle que l'alliage Hi-Cr, l'acier Cr., le kanthal ou le Pyromax. 8 — Dispositif selon I dans lequel le corps de hase transparent est en verre cristallin transparent» *COPY