Brevet FR2448104A1 — publié le 19800829

Pour certains problèmes d'emploi de gaz combustibles, il faut disposer de gaz ayant le plus haut pouvoir calorifique possible, ainsi qu'une vitesse et une température d t inflammation les plus élevées qu'il soit possible, mais le choix du gaz dépend dans chaque cas du facteur prisse et des exigences de qualité.Ce problème se pose par exemple dans le cas du découpage au chalumeau, s 'il faut choisir entre le gaz naturel et d'autres gaz tels que par exemple l'acétylène, et comme on sait maintenant que lton peut travailler beaucoup plus économiquement avec le gaz naturel et des buses appropriées que par exemple avec l'acétylène, la question prend de l'importance de savoir s'il est possible d'améliorer le pouvoir calorifique ainsi que la vitesse et la température d'inflammation des gaz combustibles.Les recherches qui ont conduit à la présente invention avaient ainsi pour objet de mettre au point un procédé et un appareil pour améliorer le pouvoir calorifique, la vitesse d'inflammation et la température d'inflammation de gaz combustibles, en ajoutant par mètre cube de gaz, à des pressions initiales variables dans un système de conduites en état de régime et à des températures ambiantes différentes, une quantité constante d'un mélange d'hydrocarbures, et ce problème devait être résolu sans apport d'énergie extérieure supplémentaire pour assurer un fonctionnement ou un travail très sflr et le plus économique possible. Ce problème a été résolu par le procédé selon cette invention, qui est caractérisé en ce que l'on mélange au gaz combustible un mélange d'hydrocarbures liquide dans un rapport fixe réglable, en maintenant ce mélange à un niveau constant dans une chambre de détente et en formant au-dessus du niveau du liquide une phase gazeuse des hydrocarbures à une pression indépendante de la température environnante, en amenant le mélange liquide d'hydrocarbures et la phase gazeuse d'hydrocarburesl séparément, de la chambre de détente à une partie rétrécie d'un canal de mélange traversé par le gaz combustible, en dirigeant dans ce canal le courant des hydrocarbures gazeux sur l'orifice de la conduite d'arriie du mélange liquide d'hydrocarbures, et en réglant la quantité de ce mélange liquide arrivant au canal par la pression du jet d'hydrocarbures gazeux et la déviation du jet dépendant de la vitesse du courant de gaz combustible. L'appareil selon l'invention pour l'exé- cution de ce procédé comprend une chambre de détente (4) avec un clapet (5) commandé par un flotteur sur la conduite d'arrivée du mélange liquide d'hydrocarbures, clapet qui maintient le liquide à un niveau constant dans la chambre (4), un conduit (9) au-dessous du niveau liquide pour amener le mélange Liquide d'hydrocarbures, par un clapet de dosage (10) , à la partie rétrécie d'un canal de mélange (11) placé sur la conduite du gaz combustible, et un conduit (15) au-dessus du niveau liquide pour amener la phase gazeuse dthydro- carbures formée par évaporation dans la chambre de détente (4), par un régulateur de pression (16), à la partie rétrécie du canal de mélange (11), et la buse d'arrivée (18) du conduit de gaz (15) est dirigée exactement sur l'orifice d'arrivée (17) du conduit de liquide (9). I1 est avantageux que le canal de mélange (11) présente, à l'endroit (17) où débouche le conduit de liquide (9), un évasement (21) en forme de cuvette constituant une zone de ralentissement, et aussi que la conduite d'arrivée (7) du mélange d'hydrocarbures dans la chambre de détente (4) débouche près du fond de celle-ci. La présente invention sera maintenant décrute avec référence au dessin annexé, qui représente cématiquement la construction de l'appareil Be mélange d'hydrocarbures à mélanger au gaz combustible arrive à l'état liquide de la bouteille 1, en passant par un régulateur de pression de liquide 2 qui le met à une pression d'environ 30 mbars, puis par un limitateur de courant 3 qui ralentit le courant liquide, à une chambre de détente 4 où il est maintenu à un niveau constant déterminé, réglé par un clapet 5 commandé par le flotteur 6, le tube 7 par lequel s'écoule le liquide 8 débouchant tout près du fond de la cuve 4 pour assurer une circulation continue du liquide.D'après la température du mélange d'hydrocarbures dans la chambre de détente, il s'établit, au-dessus du niveau liquide, par suite le l'évaporation des constituants volatils du mélange, une pression de vapeur d'environ 20 à 500 mbars. De là le mélange liquide est envoyé, par un conduit 9 et un clapet 10 donnant un dosage précis, à un canal de mélange Il placé sur la canalisation de gaz combustible 12, et qui va en se rétrécissant régulièrement åus- qu'à sa partie centrale pour reprendre ensuite la section normale de la canalisation de gaz, à la manière d'un tube de Venturi.Le conduit 9 débouche dans le canal 11 à l'endroit le plus étroit de celui-ci le clapet de précision 10 maintient un réglage de base suivant la pression du gaz combustible, permettant l'apport à ce gaz de la quantité voulue du mélange d'hydrocarbures, la pression initiale du gaz combustible étant en général constante pour chaque utilisateur et pouvant être de 20 mbars à 1 bar. De la chambre de détente 4, un conduit 15, situé au-dessus du niveau liquide,va également, en passant par un régulateur de pression 16, au canal de mélange Il dans lequel il débouche aussi à l'endroit le plus étroit de celui-ci, en face de l'orifice d'arrivée 17 du conduit 9, le ået de gaz sortant de la buse 18 étant ainsi dirigé exactement sur l'orifice 17 du conduit 9 l'axe de la buse 18 étant incliné par rapport à celui du canal Il et formant un angle aigu avec le côté arrivée du gaz combustible. Be canal de mélange 11 présente, dans la zone de l'orifice 17 du conduit 9, un évasement 21 en forme de cuvette formant un espace de ralentissement, pour renforcer et stabiliser l'action directrice du jet de gaz. Le régulateur de pression 16 a pour but d'empêcher que la pression du gaz dans la chambre de détente dépasse 5 mbars environ, Sur le conduit 15, et peu avant la buse 18, un clapet 19 empêche une égalisation de la pression du gaz combustible avec celle de la chambre 4 par le conduit 15 Pour un faible débit du gaz combustible dans le canal 11, le jet gazeux sortant de la buse 18, conjointement avec l'évasement 21 situé dans la zone de l'orifice 17 du conduit 9, empêche toute sortie de liquide par cet orifice, tandis que si la consommation de gaz combustible augmente, sa vitesse accrue dévie le jet gazeux dans le sens du courant de circulation, ce qui libère plus ou moins l'orifice 17, et il arrive ainsi au canal de mélange une quantité du mélange d'hydrocarbures liquide proportionnelle à la déviation du jet gazeux, et par conséquent au débit du gaz combustible dans le canal0 Si la vitesse du gaz combus fable augmente encore, par suite de l'effet Venturi dans la zone rétrécie du canal, il arrive à celui-ci une plus grande quantité de liquide, fonction de l'augmentation de vi teste, REVENDICATIONS l.- Procédé pour améliorer le pouvoir calorifique ainsi que la vitesse et la température d'inflammation de gaz combustibles, procédé caracté- risé en ce que l'on mélange au gaz un mélange d'hydrocarbures liquide dans un rapport fixe réglable, en maintenant ce mélange à un niveau constant dans une chambre de détente et en formant au-dessus du niveau du liquide une phase gazeuse des hydrocarbures à une pression indépendante de la température environnante, en amenant le mélange liquide d'hydrocarbures et la phase gazeuse d1hydrocarbures,séparément, de la chambre de détente à une partie rétrécie d'un canal de mélange traversé par le gaz combustible, en dirigeant dans ce canal le courant des hydrocarbures gazeux sur l'orifice de -la conduite d'arrivée du mélange liquide d'hydrocarbures, et en réglant la quantité de ce mélange liquide arrivant au canal par la pression du jet d'hydrocarbu res gazeux et la déviation du jet dépendant de la vitesse du courant de gaz combustible. 2.- Appareil pour l'exécution du procédé selon la revendication l, caractérisé en ce qu'il comprend une chambre de détente (4) avec un clapet (5) commandé par un flotteur sur la conduite d'arrivée du mélange liquide d'hydrocarbures, clapet qui maintient le liquide à un niveau constant dans la chambre (4), un conduit (9) au-dessous du niveau liquide pour amener le mélange liquide d'hydrocarbures, par un clapet de dosage (10), à la partie rétrécie d'un canal de mélange (11) placé sur la conduite du gaz combustible, et un conduit (15) au-dessus du niveau liquide pour amener la phase gazeuse d'hydrocarbures formée par éva- poration dans la chambre de détente (4), par un régulateur de pression (16), à la partie rétrécie du canal de mélange (Il), et la buse d'arrivée (18) du conduit de gaz (15) est dirigée exactement sur l'orifice d'arrivée (17) du conduit de liquide (9). 3.- Appareil selon la revendication 2, caractérisé en ce que le canal de mélange (ll) présente, dans la zone de l'orifice d'arrivée (17) du conduit de liquide (9), un évasement (21) en forme de cuvette constituant un espace de ralentissement 4.- Appareil selon la revendication 2 ou 3, caractérisé en ce que la conduite d'arrivée (7) du mélange d'hydrocarbures dans la chambre de détente (4) débouche près du fond de celle-ci.