Brevet FR2241745A1 — publié le 19750321

Bt invention concerne des brûleurs dune taille exceptionnellement petite, c2est-à-dire drun diamètre inférieur à 6,35 mm, et plus particulièrement un brûleur destiné à être utilisé dans un allume-cigarette ou briquet alimenté en gaz comprimé. Bien que Iron connaisse déjà des allume-cigarettes ou briquets utilisant des gaz comprimés, les briquets de ce type ont été jusqu'à présent particulièrement sujets à une extinction par le vent ou même par un mouvement d2air relativement modéré. 11 invention a notamment pour objet un allumecigarette ou briquet alimenté en gaz combustible comprimé qui est relativement insensible au vent. D'une façon générale, 12invention stapplique à des brûleurs miniatures tels que des briquets dont la construction doit eAtre relativement peu coûteuse. On a découvert d2une manière inattendue que l'application d'un tourbillon important au mélange de combustible et d'air d2alimentation permet a' entretenir une combustion dans une très petite chambre, c'est-à-dire d2une dimension inférieure à 6,35 mm, malgré 12effet de refroidissement des parois très rapprochées. Brièvement1 12invention concerne un brûleur pour allume-cigarette ou briquet alimenté en gaz comprimé tel que le butane, le combustible étant introduit dans le brûleur par une tige généralement tubulaire. le brûleur comporte une tôle tubulaire sertie de manière à serrer la tige d'alimentation en combustible t6tit en formant des conduits d'admission d'air de chaque caté de cette dernière. l'élément tubulaire est façonné entre ses extrémités de manière à constituer un tube éjecteur qui est coaxial au jet de combustible pour entraîner Pair.Dans l'autre extrémité de l'élément tubulaire, qui constitue une chambre de combustion, est inséré un porte-flamme en tale de forme discoSda- le qui est en prise avec l'élément tubulaire. le porte-flamme présente également plusieurs aubes disposées circonférentiellement qui sont constituées par le matériau du porte-flamme de manière à laisser un moyeu central d'assez grande dimension. les aubes font saillie en direction du tube éjecteur et sont in clinées par rapport au plan de l'élément discoïdal de manière à produire un tourbillon hélicoïdal des gaz traversant le porteflamme. En conséquence, une zone de recyclage est formée en aval du moyeu, permettant aux gaz de combustion chauds de recycler et d'enflammer le mélange d'air et de combustible d'admission. le tourbillonnement des gaz a pour effet de repousser les gaz imbrûlés plus froids vers la périphérie du brûleur, tandis que les gaz plus chauds tendent à se maintenir au voisinage de l'axe du brûleur, ce qui facilite cet allumage continu par recyclage. lie recyclage et 11 allumage assurés du mélange de combustible et flair dtadmission empêchent une extinction selon les principes de l'invention et permettent une combustion continue dans des chambres cylindriques extremement petites, c'est-à-dire d'une dimension inférieure à 6,35 mm. l'invention sera décrite plus en détail en regard du dessin annexé à titre d'exemples nullement limitatifs et sur lequel la figure 1 est une vue en plan dtun brûleur construit selon l'invention la figure 2 est une coupe suivant la ligne 2-2 de la figure 3 la figure 3 est une vue avec coupe partielle sensiblement suivant la ligne 3-3 de la figure la figure 4 est une vue avec coupe partielle sensiblement suivant la ligne 4-4 de la figure 1 la figure 5 est une vue en bout en regardant dans la chambre de combustion du brûleur, sensiblement suivant la ligne 5-5 de la figure 1 la figure 6 est une vue en perspective de l'une des aubes dgun porte-flamme utilisé dans le brûleur de la figure 1 ; et la figure 7 est une vue en perspective d'une autre forme de réalisation du porte-flamme. les mimes numéros de référence désignent des pièces correspondantes sur les diverses figures du dessin. En se référant maintenant à la figure 1, il est représenté en il une tige tubulaire d'alimentation en combustible du type couramment utilisé dans des allume-cigarettes ou briquets alimentés en gaz comprimé. La tige se termine par un ajutage 12. Un brûleur en totale, désigné d'une façon générale pa 17.est ajusté sur lsextrémité de la tige 11. Il est bien entendu que le brûleur peut être ajusté dans son ensemble à l'intérieur de la cuvette qui prolonge couramment le corps et le réservoir tubulaires des briquets classiques à gaz comprimé. Comme on le décrira plus en détail ci-après, l'élément 13 est constitué d'un seul tube en toAle dont le diamètre est initialement de 5 mm.Comme on le voit sur la figure 3 > l'élément tubulaire 13 est serti à une extrémité de manière à serrer la tige il comme indiqué en 15 et 16 tout en laissant des conduits 18 et 19 d'admission d'air de part et d'autre de la tige dtalimentation en combustible, comme le montrent les figures 2 et 3. l'élément tubulaire 13 est serti entre ses extrémités, comme on le voit sur la figure 4, afin de former un tube éjecteur désigné par 21 qui est aligné avec l'ajutage 12 a'ali- mentation en combustible. Il est possible d'introduire éventuellement dans la partie resserrée de l'élément 13 un petit tube distinct de manière à former un dif-fuseur plus précis. Comme le savent les spécialistes, le combustible sous pression sortant de ltajutage 12 entraîne ltair par les conduits 18 et 19, en assurant la sortie d1un mélange d-tair et de combustible sensiblement uniforme du tube éjecteur 21. Ce dernier s'évase, comme indiqué en 23 > pour atteindre le diamètre maximal de l'élément 13, la partie évasée 23 ayant un effet de diffusion comme on le sait en pratique. Un élément disco'dal en tôle 31, qui sera décrit ci-après, - est introduit dans la partie du diamètre maximal de l'élément tubulaire 13 et constitue un porte-flamme. Plusieurs aubes 33 disposées circonférentiellement sont repoussées à partir du matériau de l'élément discoïdal 31, ces aubes étant inclinées de moins de 450 par rapport au plan de l'élément 31.Dans cette forme de réalisation, les parties repoussées formant les aubes 33 constituent environ un tiers de la surface correspondant au diamètre maximal du tube et elles sont disposées de manière à laisser un moyeu central 35 d'un diamètre correspondant approximativement à la moitié de celui du tube. les aubes 33 peuvent être éventuellement formées par emboutissage le long des côtés de chaque aube au lieu de les découper,de manière à conférer un tourbillonnement maximal en empechant une fuite autour des bords de l'aube. l'élément 31 comporte également une bordure solidaire 39 également formée par la tôle du disque 31 proprement dit. Cette bordure est maintenue-fermement en contact avec l'élé- ment tubulaire 13 de manière à retenir le porte-flamme discoldal 31 en position dans le tube. il est éventuellement possible de déformer le tube par poinçomiage comme indiqué en 40, pour assurer la fixation du disque. l'élément 31 est introduit suffisamment dans l'élément tubulaire pour laisser une zone relativement libre 41 qui constitue la chambre de combustion du brûleur. Conformément à la technique antérieure, les aubes 93 déterminent un écoulement hélicoïdal des gaz traversant le porte-flamme, tandis que le moyeu sensiblement central forme un corps plat permettant le recyclage des gaz de combustion. lie tourbillonnement hélicoïdal des gaz tend à chasser les gaz imbrA- lés plus froids vers la périphérie de la chambre de combustion 41, tandis que les gaz brûlés qui sont plus chauds se rapprochent de l'axe de la chambre de combustion, ce qui facilite un recyclage des gaz chauds vers le moyeu, de sorte que le mélange de combustible et d'air d'admission est continuellement réallumé par le recyclas des gaz chauds. Cette configuration de recyclage permet une combustion dans de plus petites chambres.Pans des brûleurs de construction particulière, la paroi métallique de la chambre de combustion extrait la chaleur de la flamme proprement dite en engendrant une couche de gaz plus froid. Dans de grands brûleurs de construction usuelle, l'épaisseur de -cette couche n'affecte pas particulièrement le fonctionnement. Toutefois, dans de plus petits brûleurs, la formation de cette couche empoche de construire des brûleurs classiques dgune taille inférieure à 6,35 mm.Cependant, selon l'invention, on a découvert que lXin- troduction d'un tourbillonnement sensiblement hélicoïdal permet de conserver suffisamment de chaleur dans le coeur de la zone de combustion pour assurer une combustion continue meme dans des tubes très petits. lies parties du porte-flamme comprises entre les aubes facilitent un réallumage entrecroisé pénétrant dans la masse tourbillonnante du mélange d'admission de combustible et d'air. Etant donné qu'un réallumage continu du mélange d'ad mission afin et de combustible est effectué d dtune manière effi- cace et sûre, ce brûleur est relativement insensible au mouvement de l'air ambiant.En outre, étant donné que le brûleur décrit assure un bon mélange et une combustion intense, il est possible d7utiliser des mélanges presque stoechiométriques, de sorte que la vitesse de propagation du front de la flamme est aussi relativement élevée, ce qui augmente encore la résistance au vent. Bien que la combustion se produise normalement en grande partie dans la chambre 41, l'allumage initial peut être appliqué à lXem- bouchure du brûleur, par exemple par la molette usuelle qututilisent les briquets. Afin d'assurer encore mieux la combustion, un fil d'un matériau tel que l'acier inoxydable peut etre placé en travers de l'embouchure du brûleur, comme indiqué en 51. La combustion se produisant dans le brûleur chauffe le fil métallique à incandescence de manière à le rendre aisément visible mAeme si la flamme est bleue et est elle-même difficilement visible. La construction décrite stapplique en particulier à des brûleurs miniatures, c'est-à-dire des brûleurs dont le diamètre de la chambre de combustion est de lXordre de 6,35 mm ou moins. Dans une forme de réalisation de l'invention, de l'invention, la chambre de combustion a un diamètre d'environ 5 mm et une longueur d'envi- ron 5 mm, tandis que le tube éjecteur présente un diamètre interne de 0,635 mm et une longueur d'environ 1,9 mm. la longueur globale du brûleur 17 est d'environ 12,7 mm. lie butane utilisé comme combustible passe par un orifice formant ajutage d'environ 0,038 mm sous une pression environ 2,1 bars.Chacun des conduits diapir présente une section d'environ 1,3 mm. En outre, étant donné que le brûleur peut être fabriqué par emboutissage d'éléments en tôle, le prix de fabrication est relativement peu élevé. La figure 7 représente une autre forme de réalisa tion d1un porte-flamme discoïdal. Dans cette forme de réalisa tion, une série d'entailles radiales 52 est ménagée dans un disque 53 en tole et le métal d'un coté de chaque entaille cst relevé pour former une aube peu profonde fonctionnant comme dans la forme de réalisation précédente. Eventuellement, la périphérie du disque 53 peut autre également repliée pour former une bordure qui, bien qu'elle soit discontinue, facilite le maintien du porteflamme dans le brûleur. il va de spi que de nombreuses modifications peuvent être apportées au dispositif décrit sans sortir du cadre de ltin- vent ion. REVENDICADIONS 1. Brûleur d'allume-cigarette à gaz combustible sous pression comportant une tige d'alimentation en combustible, brûleur caractérisé en ce qutil comprend un élément tubulaire en t81e ayant un diamètre nominal de 6,35 mm ou moins, façonné près d'une extrémité pour former des canaux d'admission d'air de chaque coté de la tige d'alimentation en combustible, ledit élément tubulaire étant façonné entre ses extrémités pour former un tube éjecteur qui est coaxial au jet de combustible, ce dernier ayant pour effet A d'entraîner ltair aspiré par l'intermédiaire des canaux d'admission, et un porte-flamme en tole de forme discoïdale est introduit dans l'autre extrémité de l'élément tubulaire et comporte plusieurs aubes circonférentielles repoussées à partir-du matériau du porte-flamme de manière à laisser un moyeu sensiblement central, lesdites aubes étant inclinées par rapport au plan du porte-flamme discoïdal de manière à provoquer un tourbillonnement hélicoldal des gaz traversant ce dernier afin de constituer une zone de recyclage en aval du moyeu permettant aux gaz brAléichaudidJetre recycléget d'allumer le mélange d'air et de combustible d'admission, le tourbillonnement des gaz ayant plus froids pour effet de repousser les gaz imbrûlés/vers la périphérie du brûleur, tandis que les gaz plus chauds tendent à se rapprocher de l'axe du brûleur, ce qui facilite le recyclage et empêche une extinction due aux effets de la paroi froide. 2. Brûleur selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'un fil métallique est disposé en travers de l'extrémité ouverte du brûleur, ledit fil métallique étant chauffé à incandescence par la combustion dans l'élément tubulaire. 3. Brûleur de briquet à combustible gazeux comprimé comportant une tige d'alimentation en combustible se terminant par un- ajutage, brûleur caractérisé en ce qu'il comporte un élément tubulaire serti près dtune extrémité pour serrer ladite tige dsalimentation en combustible et former des canaux d'admission dair au voisinage de cette dernière, ledit élément tubulaire étant resserré entre ses extrémités pour former un tube éjecteur qui est coaxial à ajutage, le jet de combustible ayant ainsi pour effet dXentratner ltair aspiré par lesdits canaux d'admission, et un porte-flamme discoldal est introduit dans l'autre extrémité de l'élément tubulaire et présente plusieurs aubes disposées circonférentiellement qui laissent une moyeu sensiblement central ayant à peu près la moitié du diamètre de l'élément tubulaire, lesdites aubes faisant saillie en direction du tube éjecteur et étant inclinées par rapport au plan du porte-flamme discoidal de moins de 450 afin de produire un tourbillon hélicoïdal des gaz passant à travers ce dernier, afin de former une zone de recyclage en aval du moyeu et de permettre aux gaz brûlés chauds d'être recyclés et d'allumer le mélange d'admission d'air et de combus tille, le tourbillonnement des gaz ayant pour effet de repousser les gaz imbrûlés plus froids vers la périphérie du brûleur, tandis que les gaz plus chauds ont tendance à se rapprocher de l'axe du brûleur, ce qui facilite le recyclage et empêche une extinction due aux effets de la paroi froide. 4. Brûleur de briquet à combustible gazeux comprimé comportant une tige d'-alimentation en combustible se terminant par un ajutage, brûleur caractérisé en ce qu'il comporte un élément tubulaire en tôle ayant un diamètre nominal de 6,35 mm ou moins, serti près d'une extrémité pour serrer la tige d'alimentation en combustible et former des canaux dSadmission dtair de part depart et d'autre de la tige, ledit élément tubulaire étant resserré entre ses extrémités pour former un tube éjecteur coaxial à l'ajutage, le jet de gaz ayant pour effet dSentratner l'air aspiré par lesdits canaux d'admission, et dans l'autre extrémité de l'élément tubulaire, est introduit un porte-flamme en tle de forme discoSdale ayant une bordure annulaire en contact avec l'élément tubulaire pour supporter le porte-flamme dans ce dernier, ledit porte-flamme présentant plusieurs aubes disposées circonférentiellement repoussées à partir du matériau du porte-flamme pour laisser un moyeu sensiblement central ayant un diamètre correspondant sensiblement -a la moitié de celui de l'élément tubulaire, les aubes faisant saillie vers le tube éjecteur et étant inclinées de moins de 450 par rapport au plan du porte-flamme discoïdal afin de produire un tourbillon de gaz hélicoldal traversant le porte-flamme, la surface des aubes repoussées constituant environ un tiers de la surface de section droite de l'élément tubulaire, de manière à former une zone de recyclage en a@@l @@ @@yeu permettant aux gaz de combustion chauds d'être recyclés et d'allumer le mélange dfair et de combustible d'admission, le tourbillonnement des gaz ayant pour effet de repousser les gaz imbrûlés lus froids vers la périphérie du krtleur,tandis que les gaz plus chauds tendent à se rapprocher de jL1axe du brûleur, ce qui facilite le recyclage. 5. Brûleur selon la revendication 4, caractérisé en ce qu'un fil métallique est disposé en travers de ltextrémité ouverte du brûleur2 ledit fil métallique étant chauffé à incandescence par la combustion dans l2élément tubulaire. 6. Brûleur dtallume-cigarette ou briquet à combus tible gazeux comprimé comportant une tige dtalimentation en en com- bustible se terminant par un ajutage, brûleur caractérisé en ce qu'il comprend un élément tubulaire en tôle serti près d'une extrémité pour serrer la tige d'alimentation en combustible et former des canaux d'admission d'air de part et d'autre de ladite tige, l'élément tubulaire étant resserré entre ses extrémités pour former un tube éjecteur coaxial à l'ajutage, le jet de gaz ayant ainsi pour effet dsentratner l'air aspiré par les canaux d'admission, et dans l'autre extrémité de l'élément tubulaire, est introduit un porte-flamme en tole de forme discoldale ayant une bordure annulaire au contact de l'élément tubulaire pour y supporter le porte-flamme, la partie non resserrée de l'élément tubulaire se prolongeant au-delà du porte-flamme et formant une chambre de combustion dont le diamètre est de tordre de 5 mm, le porte-flamme présentant plusieurs aubes disposées circonférentiellement qui sont repoussées à partir du matériau du porteflamme pour laisser un moyeu sensiblement central dtun diamètre correspondant à environ la moitié de celui de l'élément tubulaire, les aubes étant orientées vers le tube éjecteur et inclinées de moins de 450 par rapport au plan du porte-flamme discoidal afin de produire un tourbillon de gaz hélicoïdal à travers le porteflamme, la surface des aubes repoussées constituant environ un tiers de la surface de section droite de 11 élément tubulaire de manière à former une zone de recyclage en aval du moyeu permettant aux gaz de combustion chauds dgêtre recyclés et d'allumer le mélange d'air et de combustible d'admission, le tourbillonnement des gaz ayant pour effet de repousser les gaz imbrûlés plus froids vers la périphérie du brtleur,tandis que les gaz plus chauds tendent à se rapprocher de l1axe du brûleur, ce qui facilite le recyclage. 7. Brûleur de briquet à combustible gazeux comprimé comportant une tige d'alimentation en combustible se terminant par un ajutage, brûleur caractérisé en ce qutil comprend un élément tubulaire en tôle ayant un diamètre nominal de 6,)5 mm ou moins2 façonné près d'une extrémité de manière à former des canaux dtadmission d'air au voisinage de la tige d'alimentation en combustible, ledit élément tubulaire étant conformé entre ses extrémités pour constituer un tube éjecteur d2un diamètre d'environ 0,635 mm coaxial à l'ajutage, le jet de gaz ayant ainsi pour effet d'entraîner l'air aspiré par les dits canaux d'admission, et un porte-flamme discoïdal en totale introduit dans l'autre extrémité de l'élément tubulaire et venant au contact de ce dernier pour y être maintenu, la partie non resserrée de ltélément tubulaire se prolongeant au-delà du porte-flamme et formant une chambre de combustion,dont le diamètre est de l'ordre de 5 mm et la longueur est de l'ordre de 5 mm, le porte-flamme présentant plusieurs aubes disposées circonférentiellement qui sont repoussées à partir de son matériau pour laisser un moyeu sensiblement central dtun diamètre correspondant à environ la moitié de celui de l'élé- ment tubulaire, les aubes étant orientées vers le tube éjecteur et étant inclinées de moins de 450 par rapport au plan du porteflamme discoldalsde manière à produire un tourbillon de gaz hélicoïdal à travers ce dernier, afin de former une zone de recyclage en aval du moyeu permettant aux gaz de combustion chauds autre recyclés et d'allumer le mélange d'air et de combustible d'admission, le tourbillonnement des gaz ayant pour effet de repousser les gaz imbrûlés plus froids vers la périphérie du brûleur > tandis que les gaz plus chauds tendent à se rapprocher de lssaxe du brûleur, ce qui facilite le recyclage et empêche une extinction due aux effets de la paroi froide