Brevet FR2404170A1 — publié le 19790420

La présente invention concerne un brflleùr à huile permettant de chauffer des liquides ou des gaze un tel brûleur convient par exemple pour un calorifère à air chauffé indirectement par le brûleur ou poux4un calorifère à eau à changeur de chaleur Les garages équipés de tels calorifères consomment de grandes quantités de combustibles liquides et doivent si multanement evacuer les huiles de vidange qui sont recueillies à la suite des opérations d'entretien des véhicules La présente invention a donc pour objet un calorifère dont le brûleur peut fonctionner à 11 huile de vidange, Le brûleur de la présente invention comprend un atomiseur de combustible ayant un orifice central d'injection d'huile et un orifice périphérique d'air comprimé, une chambre de préchauffage de l'huile, une tuyauterie reliant la chambre de pré- chauffage à l'orifice central et comportant une vanne, une tuyauterie d'air comprimé comportant un manocontacteur et une vanne pour alimenter le passage périphérique en air comprimé de manière à atomiser huile à la sortie de l'orifice d'injection, un dispositif refoulant de l'air de combustion dans une gamine disposée autour de 11 atomiseur, un allumeur. à électrodes disposé devant l'atomiseur, un détecteur de flamme et un-dispositif de commande relié au détecteur de flamme et au manocontacteur pour fermer les vannes d'huile et d'air tant que la pression d'air comprimé est insuffisanteS pour alimenter l'allumeur en l'absence de flamme et tour refermer les vannes d'huile et flair si le mélange combustible atomisé nXa pas été enflammé au bout d'un certain temps de fonctionnement de l'allumeur électrique, Un tel brûleur peut utiliser différents combustibles, et notamment de l'huile de vidange de moteurs à combustion interne. L'invention concerne également un calorifère à air chaud comprenant une chambre à double paroi qui forme un passage annulaire de circulation d'air pulsé. Dans ce cas, le brûleur c huile décrit ci-dessus traverse le passage annulaire et sa flamme est dirigée dans la chambre centrale de manière à chauffer indirectement l'air qui s'écoule dans le passage annulaire0 Le brûleur de l'invention est également utilisable dans une chaudière à eau ou un chauffe-eau tans ce cas, l'eau à chauffer circule dans une chambre à eau séparée mais adjacente à une chambre de combustion équipe du brûleur de l'invention. Des tubes à flammes partent de la chambre de combustion et circulent dans la chambre eau eau pour réaliser le transfert de chaleur. Les dessins annexés représentent à titre d'exemple non limitatif un mode de réalisation de l'objet de l'invention. - la Fig. 1 est une vue en tlan et en coupe partielle d'un calorifère > air utilisant le brûleur de l'invention, divers éléments étant représentés en coupe. - la Sig. 2 est une vue en plan et en coupe parbielle d'un calorifère à eau chaude utilisant le brûleur de l'in invention. - la Fig. 3 est une coupe verticale du calorifère de la figure 2. - la Fig. 4 illustre schématiquement le circuit pour contrôler le brûleur. La figure 1 illustre un calorifère comportant une chambre à double paroi 2 ayant une enveloppe extérieure 4 et une enveloppe intérieure 6 garnie interieurement d'un matériau réfrac- taire 8. L'enveloppe intérieure 6 forme une cavité centrale 10 et un passage annulaire 12 est délimité par les enveloppes 4 et 6. La cavité 10 comporte un conduit d'évacuation 14 et un ventilateur 16 refoule de l'air atmosphérique dans le passage annulaire 12 d'où. il sort par un orifice 18 situé à la partie supérieure de la chambre 2. Un conduit cylindrique 20 fixé à l'enveloppe extérieure 4 traverse radialement le passage annulaire 12. Un second ventilateur (non représenté) monté dans un carter 23 et entraîné par un moteur électrique 24, refoule de l'air dans le enduit 2Q. Le débit d'air de combustion est réglable au moyen d'un registre monté dans le carter 23. Une cuve 26 contentant de l'huile de vidange est montés dans une position adéquate par rapport au calorifère et l'huile est acheminée par l'intermédiaire d'un filtre 28 et d'un tuyau 30 à une chambre de préchauffage 32 équipée d'un thermoplon seur 34. L'huile de la chambre 32 est reprise par une tuyauterie 36 qui aboutit à une électrovanne 38. Une seconde tuyauterie 40 part de l'électrovanne 38, traverse le carter 23 et le conduit 20 pour aboutir à l'orifice central d'une buse d'atomisation 42 montée au centre du conduit 20. De l'air comprimé provenant d'une source quelcon que A est amené par une tuyauterie 44 à un manocontacteur 46 suivi d'un détendeur 48 et d'une électrovanne 50. De là, l'air comprimé est amené à travers le carter 23 et le conduit 20 au passage péri -phérique de la buse d'atomisation 42. La buse 42 teut Qtre d'un type classique quelconque et comporte généralement un orifice central d'huile entouré d'un passage annulaire qui forme une nappe d'air convergents. Ta vitesse de cette nappe d'air aspire l'huile par l'orifice central et l'atomise en un brouillard fin. Les électrodes 52, 54 sont disposée à l'intérieur du conduit 20 et sont alimentées par un transformateur hauts tension 56 pour produire des étincelles capables d1 enflammer le mélan e combustible que forment le carburant atomisé par la buse 42 et l'air de combustion qui passe dans le circuit 20. La flamme du brû- leur est dirigée dans la cavité centrale 10. Une cellule photoélectrique 58 est montée à l'intérieur du carter 23 pour détecter la présence d'une flamme matéria isant la combustion normale de l'huile atomisée. Le dispositif de commande est conçu de façon à fermer sinultanément les vannes d'huile 38 et d'air comDriné 50 si la flamme n'est pas apparue au bout d'un temps prédéterminé. De même, en cas d'extinction anormale en cours de fonctionnement, l'absence de la flamine déclenche le circuit d'allumage et si la flamme ne réapparaît pas avant l'expira- tion d'une période prédéterminéej les vannes d'huile et d'air sont refermée.Cet incident se produit généralement lorsque l'orifice central est obstrué ou encrassé et il suffit de démonter la Duse gour la nettoyer. Les règlements actuels imposent pour les brûleurs de chauffage une couture automatique de l'alimentation en combusti- ble en cas de non-allumage ou d'extinction de la flamme. Ces nor es strictes sont destines à éviter la pollution atmosphérique par le combustible non brûlé et les dangers d'exolosion liés à l'inflammation d'une quantité importante de combustible dans la cavité 10. Dans le cas où la réserve d'huile de vidange serait épuisée, on peut par un simple changement utiliser un autre combustible tel que le pétrole, et à cet effet, il est prévu un robinet 62 enserré entre une tuyauterie 36 et une tuyauterie 64 relié à uu réservoir (non représenté) contenant le combustible de rechange. Le brûleur est contrôlé par un système de contrôle logé dans une boite 60 et représenté à la figure 4. Comme repré- senté, il est provo deux lignes 64 et 66. l'a ligne positive 54 est reliée à un élément chauffant immergé 34 avec interposition d'un interrupteur principal 68, dtun commutateur horaire 70, d'un thermostat 72 qui est arrangé de manière à répondre à une température dáterEinée de l'huile de la chambre 92.Le commutateur horaire 70 est étalement connecté à travers un commutateur de température d'huile 74 à,premièrement, le ventilateur 16 et deu2ièmemeAt à.ua contact 76 normalement fermé et destiné à ouvrir le commutater 78 à l'intérieur de la boite de controle 60. Les contacts 76 sont branchés en série avec une cellule photo électrique 58, un temporisateur 80 et un transformateur 56 pour les électrodes 52, 54. Les contacts 76 sont aussi branchés en parallèle au solénoïde 82 de l'électrovanne 38, au solénoSde 84 de l'électrovanne 50 et à un temporisateur 86, ce dernier étant branché en série avec le moteur électrique 24. En fonctionnement, la cuve 26 contenant l'huile de vidange est remplie, celle-ci par gravité passant à travers le filtre 28 le tuyau 30 et la chambre de préchauffage 32. L'interrupteur 68 étant fermé et le commutateur horaire étant égalent fermé; le courant alimente ltélement chauffant 34 lequel élève la température de l'huile dans la chambre 32 à une valeur de 140 à 1600 F et maintient cette température sous le controle du thermostat 72. Lorsque l'huile dans la chambre 32 a atteint la température requise, le commutateur 74 de température d'huile ferme les circuits des solénoïdes 82 et 84 pour ouvrir-les électrovannes 98 et 50 et simultanément le ventilateur 16 st actionné. l'es valves 38 et 50 reliées à la chambre 32 et 6 la buse d'atomisation 42, le détendeur 48 est ajusté à la pression nécessaire pour que l'atomisation de l'huile soit effective, cette pression étant approximativement de 1,4 bar pour de l'huile de vidange à la température ci-dessus indiquée. Si la cellule 58 ne refait pas la flamme elle ferme le circuit du transformateur 56 et engendre un courant avec un voltage élevé qui passe dans le vide entre les électrodes 52-54 comme une étincelle pour allumer le brouillard d'huile produit par la buse d'atomisation 42. Après un lans de temps suffisant pour obtenir l'allumage le temporisateur 86 commande la mise en route du moteur 24 qui produit un air secondaire dans la chambre de combustion. La flamme entre dans la cavité 10 et chauffe la paroi 6. L'air circule dans le passage pulsé -par le ventilateur 16 et est réchauffé au contact de la paroi chaude 6, de l'air chaud sortant par le conduit 18. Lorsque l'allumage est terr.ané la cellule 58 commandé par la flamme arrente le transformateur 56 Si la flamme s'éteint, la cellule réalimente le transformateur 56 et aihel commande le réallumage. Toutefois5 si la cellule 5S continue à ne pas détecter l'allumage après une période de temps déterminée par le temporisateur 80, ce dernier commande le solénoïde 78 pour ouvrir les contacts 76 et ainsi fermer les électrovannes 38 et 50 et couper l'a- limentation du moteur 24. l'e détendeur 48 fournit normalement de l'air à 1,4 bar et si le débit initial d'air comprimé est interrompu ou réduit pour une raison quelconque le manocontacteur 46 qui est réglé pour une valeur de déclenchement légèrement inférieure, par exemple de 0,14 bar commandera au minimun la fermeture automatique des élec trovamies 38 et 50. La description qui précède montre que le calorifère de l'invention peut brûler de l'huile de vidange en respectant parfaitement les normes de sécurité et de pollution actuellement en vigueur. En cas de nécéssité, il peut également fonctionner avec des combustibles liquides plus coûteux, en commandant son alimentation avec ceux-ci, par le robinet 620 les figures 2 et 3 représentent un calorifère à eau chaude utilisant un brûleur à huile 1 analogue à celui de la figure 1. Ce calorifère comporte une chaudière tubulaire 100 dans laquelle les gaz de combustion cèdent leur chaleur à l'eau. Le brûleur à huile est identique à celui de la figure 1 et ne sera pas à nouveau décrit. La chaudière 100 comprend une enveloppe extérieure 102 dont la partie inférieure est garnie d'un matériau réfractaire 104 pour former une chambre de combustion 106 Une plaque 108 sépare le haut de la chambre de combustion d'une chambre à eau 110 qui est traversée par des tubes verticaux 112o En haut de la chambre, les tubes 112 sortent par des trous 120 d'une plaque supérieure 114. Un collecteur 116 surmonte la chambre à eau 110 et recueille les gaz de combustion refroidis qui sont évacués par un conduit II8 L'eau entre et sort de la chambre 110 par des passages 122 et 124. La flamme du brûleur, qui fonctionne corrinie celui de la figure 1, est dirigée dans la chambre de combustion 106 et les gaz chauds circulant dans les tubes 112 en cédant de la chaleur à eau environnante. Les gaz refroidis débouchent dans le collecteur 116 et sont évacués par le conduit 118. R 3 V B N D I C A T I O g S 1 - Brûleur à huile caractérisé-en ce qu'il com- prend un atomiseur de conbustible (42) ayant un orifice central d'introduction de huile et un passage périphérique alimenté en air comprimé, une chambre (32) dans laquelle l'huile. est préchauffée par un élément chauffant (34), une tuyauterie (36, 40) compor-. tant une vanne I3s) entre la chambre de préchauffage et l'orifice central, une tuyauterie (44) comportant un manocontacteur (46) et une vanne (50) pour alimenter le passage périphérique en air comprimé de manière à atomiser l'huile à la sortie de son orifice central, un dispositif (23, 24) refoulant de l'air de combustion dans une gaine (20) disposée autour de l'atomiseur (42), un allumeur à électrodes (52, 54) disposé à proximité de l'atomiseur, un détecteur de flamme (58) et un dispositif de commande (60) relié au détecteur de flamme et au manocontacteur pour fermer les vannes d'huile et d'air (38, 50) tant que la pression d'air comprimé est insuffisante, pour alimenter l'allumeur (52, 54) en l'absence de flamme et pour refermer les vannes d'huile et d'air si le mélange combustible n'a pas été enflammé au bout d'un certain temps de fonctionnement de l'allumeur électrique. 2 - Brûleur à huile selon la revendication 1, carac térisg en ce que la tuyauterie (36, 40) qui relie la chambre de préchauffage (32) à orifice central de l'atomiseur (42) comporte un robinet (62) permettant de relier l'orifice central v une autre source de combustible (64). 3 - Brûleur à huile selon la revendication 1, caractérisé en ce que la-chambre de préchauffage (32) est alimentée en huile de vidange. 4 - Calorifère du type comprenant une chambre à double Paroi (2) formée par une enveloppe extérieure (4) et une enveloppe intérieure (6) délimitant entre elles un passage annulaire (12), et un dispositif (16) faisant circuler de l'air dans le passage (12), ledit calorifère étant caractérisé en ce qu'un brûleur à huile du type décrit dans l'une quelconaue des revendications précédentes est monté dans un conduit radial (20) traversant le passage annulaire (12) de manière que sa flamme lèche la surface interne de ltenvetoppe intérieure (6) et cède de la chaleur à l'air qui circule dans le passage annulaire (12). 5 - Chaudière de chauffage central ou chauffe-eau du type comprenant une chambre à eau (110), 0), une chambre de combus- tion (106) séparée mais contigûe à la chambre à eau, des tubes à flamme (112) traversant la chambre à eau (110) et communiquant avec la chambre de combustion (106), caractérisé en ce qu'un brû- leur à huile (t) selon l'une quelconque des revendications 1 à 3 est disposé de manière à produire une flamme dans la chambre de combustion (106).