Brevet FR2477266A1 — publié le 19810904

L'invention concerne un brûleur à combustible liquide comportant un dispositif de retrait du combustible liquide ou de l'huile, destiné à empêcher l'écoulement de l'huile du bec après l'arrêt du brûleur, afin de minimiser la formation de coke à l'extrémité du bec, ainsi que d'autres problèmes posés par les dépôts de suie. Dans le fonctionnement d'un brûleur à combustible liquide ou huile combustible, comprenant une pompe à huile, un ventilateur et un bec relié à la pompe, il est possible que de l'huile fuie de l'extrémité du bec après l'arret du brûleur, ce qui peut provoquer la formation de coke à l'extrémité du bec et faire apparaître d'autres problèmes posés par la formation de suie. En cours de fonctionnement normal, l'air provenant du ventilateur maintient normalement le conduit de fluide entre la pompe et le bec à une température inférieure à celle atteinte immédiatement après l'arret de la pompe et du ventilateur.La chaleur résiduelle du four peut alors revenir en arrière par transmission par les pièces métalliques de l'appareil, de sorte que le conduit de fluide aboutissant au bec peut s'échauffer et entraîneur une dilatation du combusv tible contenu dans ce conduit et dans le bec, ce qui entraine une fuite de l'huile par l'extrémité du bec. Les brevets des Etats-Unis d'Amérique n0 3 886 974, nO 3 987 810, n0 4 134 428 et nO 4 172 471 décrivent des dispositifs conçus théoriquement pour résoudre le problème indiqué ci-dessus. Le dispositif de retrait de l'huile, qui semble commun à plusieurs de ces formes de réalisation, comporte un manchon expansible logé dans une chambre et entourant un élément qui communique avec l'entrée et la sortie du dispositif. En cours de fonctionnement normal, l'écoulement de l'huile sous pression provoque une expansion du manchon.Lors de l'arret, une partie du manchon constitue un clapet de retenue empêchant l'inversion du sens d'écoulement de la sortie vers l'entrée du dispositif et le manchon expansible se rétracte de manière à aspirer l'huile de la sortie et, par conséquent, du bec du brûleur. L'un des problèmes posé par ce type de dispositif est que les canaux relativement petits, situés sur le trajet suivi par l'huile s'écoulant de la pompe vers le bec, rendent ce dispositif sensible aux encrassements. On connaît d'autres types de dispositifs dans lesquels un clapet, destiné à aspirer l'huile de l'extrémité du bec, exige l'application d'une pression supplémentaire de commande pour être actionné, ce qui nécessite de modifier le point de réglage d'un régulateur de pression. L'invention concerne donc un dispositif de retrait d'huile et un brûleur à huile utilisant un tel dispositif, ce dernier étant monté dans un conduit de fluide, entre une pompe et un bec du brûleur, et agissant, après l'arrêt du brûleur, de manière à retirer l'huile du bec. Le dispositif est conçu de manière à éliminer les problèmes connus dans l'art antérieur. Il offre un volume supplémentaire pour la dilatation thermique de l'huile dans le conduit de fluide pendant la période dtarrêt d'un cycle de chauffage. Le dispositif de retrait de l'huile comporte un corps qui délimite une chambre, un élément mobile dans le corps et maintenu élastiquement dans une première position dans laquelle il divise la chambre en premier et second compartiments dont les volumes varient en fonction du mouvement de l'élément mobile à partir de la première position, un canal qui communique avec le premier compartiment et qui est destiné à être relié à un conduit de fluide s'étendant entre la pompe et le bec, et un tuyau de fluide communiquant avec le second compartiment et pouvant être relié à la pompe afin que l'élément mobile puisse réagir à la pression du fluide régnant dans le conduit et dans le tuyau. L'élément mobile se déplace à partir de la première position afin de faire diminuer le volume du premier compartiment lors de l'arrêt du brûleur à huile ou combustible liquide, sous l'effet de la continuation de la pression de pompage, puis il revient vers ladite première position lorsque la pression de pompage diminue afin d'accroitre la dimension du premier compartiment et de retirer l'huile du bec. Le dispositif de retrait de l'huile comporte plus particulièrement un diaphragme élastique et plan qui constitue ledit élément mobile logé dans la chambre, et le canal comprend plusieurs trous espacés les uns des autres et situés de manière à permettre un bon accès d'écoulement au premier compartiment pour permettre un déplacement libre de l'air vers le conduit de fluide et pour permettre également au dispositif d'être orienté verticalement ou horizontalement. Une autre caractéristique de l'invention réside dans la mise en oeuvre d'un brûleur à huile ou combustible liquide, équipé du dispositif de retrait de l'huile décrit dans les paragraphes précédents, ce dispositif étant traversé par un canal d'écoulement qui est relié directement au conduit de fluide et qui présente le même diamètre que ce dernier afin de permettre à l'huile de s'écouler librement dans ce canal, la chambre du dispositif étant décalée par rapport au canal d'écoulement et communiquant avec ce dernier par plusieurs trous. 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 élévation, avec coupe et arrachement partiels, du brûleur à huile comportant le dispositif de retrait d'huile selon l'invention ; et - la figure 2 est une élévation, analogue à celle de la figure 1, d'une variante du brûleur à huile comportant le dispositif de retrait d'huile représenté sur la figure 1. L'ensemble à brûleur à huile représenté sur la figure 1 comporte une pompe indiquée globalement en 10, qui est reliée à une source d'huile combustible et qui, lorsqu'elle fonctionne, fait circuler de l'huile ou un combustible liquide vers un côté de refoulement indiqué globalement en 11, l'écoulement étant soumis à l'action d'un régulateur de pression indiqué globalement en 12. La sortie ou le côté 11 de refoulement de la pompe communique avec un bec de brûleur, indiqué globalement en 15, au moyen d'un conduit de fluide s'étendant entre. ladite sortie et le bec et indique globalement en 16. La pompe 10 peut être de tout type bien connu de l'homme de l'art, par exemple du type décrit dans le brevet des Etats-Unis d'Amérique nO 2 931 314. La pompe décrite dans ce brevet comporte un dispositif de purge d'air qui n'a pas à être utilisé dans l'invention.La pompe 10 comporte des éléments rotatifs qui font circuler un fluide sous pression vers un alésage 20 ménagé dans un corps traversé par des canaux d'écoulement (non représentés). Le régulateur 12 de pression comporte un tiroir 21 rappelé par un ressort 22 vers une position de fermeture d'un canal 23 ménagé dans un élément 24 de sortie situé à l'extrémité 11 de refoulement de la pompe. Lorsque l'huile pompée atteint une pression qui dépend du réglage de la force du ressort 22, le tiroir 21 est déplacé vers la droite, comme montré sur la figure 1, afin d'ouvrir le canal 23 et de permettre un écoulement vers le conduit 16 de fluide. Le régulateur 12 de pression est du type décrit dans le brevet nO 2 931 314 précité. Le débit réel d'écoulement vers le bec 15 est déterminé par une vanne d'arret indiquée globalement en 30. Cette vanne 30 est bien connue de l'homme de l'art et, dans l'une de ses formes de réalisation, il s'agit d'une vanne normalement fermée à laquelle une bobine est associée et qui s'ouvre lorsque cette bobine est excitée. Lors de la mise en marche du brûleur à huile, la vanne 30 d'arrêt est ouverte et la pompe est mise en marche afin que, dès que la pression de l'huilé atteint une valeur suffisante pour ouvrir le régulateur 12, l'huile puisse s'écouler par le conduit 16 jusqu'au bec 15. Lors de l'arrêt de l'appareil, la bobine associée à la vanne 30 est désexcitée et le moteur de commande de la pompe 10 est arrêté, de manière qu'il ne se produise plus d'écoulement par le conduit 16 vers le bec 15. Lors de l'arrêt de l'appareil classique, le bec 15, ainsi que les éléments tubulaires du conduit 16 de fluide qui sont en métal, tendent à être portés à une température élevée provoquant une dilatation thermique de l'huile qu'ils contiennent avec, pour résultat, une fuite de cette huile par l'extrémité du bec, car la vanne 30 d'arrêt, qui est fermée, empêche l'huile de s'écouler dans l'autre sens. il peut en résulter la formation de coke à l'extrémité du bec, ainsi que d'autres problèmes posés par la suie. Un ventilateur (non représenté), qui fait partie de l'ensemble du brûleur, dirige normalement un courant d'air de refroidissement vers ces éléments. Cependant, ce ventilateur est arrêté en meme temps que l'appareil et, par conséquent, il peut en résulter une dilatation de l'huile. Le dispositif de retrait de l'huile, destiné à empêcher l'huile de fuir par l'extrémité du bec, comporte un corps formé de deux parties 40 et 41 qui peuvent être maintenues assemblées entre elles par des moyens convenables (non représentés) par exemple des tirants s'étendant de l'extrémité supérieure à l'extrémité inférieure du corps, comme montré sur la figure 1. Le corps présente une chambre 45 qui est divisée en un premier compartiment ss6 et un second compartiment 47 par un élément mobile qui, dans la forme preeéree de réalisation, est constitue d'un diaphragme élastique et plan 50 Un exemple d'une forme de diaphragme élastique convenant à 1' invention est un diaphragme réalisé en acier inoxydable du type s'17~7 Pfl11, de 0,2 mm d'épaisseur. be dispositif de retrait de l'huile est représenté à échelle agrandie sur les figures par rapport aux autres éléments du brûleur à huile, tels que la pompe 10, O pour plus de clarté En pratique, le diaphragme 50 a un diamètre d'environ 25 mm , il peut fléchir librement et il comporte une partie annulaire qui l'entoure, comme indiqué en 51, et qui est maintenue entre les parties 40 et 41 du corps.Le diaphragme 50 peut prendre une première position de repos lorsque le brûleur à huile est arreté et que e dispositif de retrait de l'huile a achevé son action, position dans laquelle le diaphragme est plan et s'étend à plat en travers de la chambre 45 La position du diaphragme montrée sur la figure 1 est celle qu'il prend pendant le cycle de retrait de l'huile au cours duquel le diaphragme fléchit vers le haut afin de réduire la dimension du premier compartiment 46. La flexion du diaphragme vers le haut est montrée avec exagération sur la figure 1 afin d'illustrer l'action de ce diaphragme. En l'absence de toute pression de fluide sur un côté ou l'autre du diaphragme 50, ce dernier est suffisamment élastique pour revenir de lui-même de la position montrée sur la figure 1 vers sa première position. La partie 41 du corps du dispositif de retrait d'huile est traversée par un cantal 55 d'écoulement dont les extrémités opposées sont reliées à des tronçons 56 et 57 du conduit de fluide, ce canal 55 d'écoulement ayant sensiblement le même diamètre intérieur que les tronçons 56 et 57 du conduit afin de permettre un écoulement libre dans ce canal. Le premier compartiment 46, qui peut également être considéré comme un compartiment intérieur par rapport au canal traversant 55 d'écoulement, a un volume variable qui dépend de la position du diaphragme 50, comme décrit précédemment. Ce compartiment intérieur 46 communique avec le canal traversant 55 par des passages constitués de plusieurs trous 60, 61 et 62 qui traversent la partie 41 du corps et qui sont espacés les uns des autres afin de permettre à l'air de passer librement du compartiment intérieur 46 vers le canal traversant 55, à partir de tous les points du compartiment intérieur. ce montage assure que l'huile est exempte d'air et permet l'utilisation du dispositif de retrait de l'huile en position horizontale, comme montré sur la figure 1, ou en position verticale.Les passages font communiquer le compartiment intérieur décalé 46, à volume variable, avec le canal traversant de manière qu'une surface du diaphragme soit exposée à la pression du fluide présente dans le conduit de fluide aboutissant au bec, et qu'un écoulement libre du fluide puisse se produire entre le compartiment intérieur et le conduit de fluide. Le second compartiment 47, qui constitue un compartiment extérieur par rapport au compartiment intérieur 46, communique avec un canal 64 ménagé dans la partie 40 du corps et communiquant lui-même avec un tuyau 65 de fluide aboutissant à la pompe 10. Le tuyau 65 communique avec un canal sous pression ménagé à l'intérieur de la pompe 10, de manière que la face inférieure du diaphragme 50 soit soumise à cette pression. Comme décrit dans le brevet n0 2 931 314 précité, la pompe à engrenage du type à croissant, décrite dans le brevet précité, comporte un conduit 12d sous pression qui aboutit au régulateur de pression tel que le régulateur 12 représenté sur la figure 1. Le tuyau 65 de fluide du brûleur selon l'invention communique avec le canal 12d indiqué dans le brevet précité et soumet donc la face inférieure du diaphragme à la pression de la pompe. Lorsque le brûleur à huile fonctionne, la pression de la pompe agit sur les deux faces du diaphragme 50 de sorte que ce dernier n'est déformé par aucune pression différentielle et qu'il s'étend à peu près à plat entre les parties 40 et 41 du corps, le compartiment intérieur 46 ayant alors son volume maximal. Lors de l'arrêt de l'appareil, la bobine associée à l'électrovanne 30 est désexcitée de manière que cette vanne se ferme pendant que la pompe continue de fonctionner en roue libre jusqu'à l'arrêt. La pression régnant dans le conduit 16 de fluide diminue plus rapidement que la pression existant dans le tuyau 65. Cette différence de pression provoque un déplacement du diaphragme 50 vers le haut à partir de sa position plane vers la position montrée sur la figure 1, de manière à réduire le volume du compartiment intérieur 46 et à refouler le fluide du bec 15.Lorsque la pression de la pompe devient presque nulle et que, par conséquent, la pression appliquée à la face inférieure du diaphragme 50 approche également de cette valeur nulle, le diaphragme revient élastiquement vers la position plane afin d'accroître la dimension de la chambre intérieure 46, ce qui a pour résultat de retirer l'huile du bec 15, car la vanne 30 d'arrêt est fermée. Il en résulte un accroissement du volume délimité à l'intérieur du bec 15 et du conduit 16, en aval de la vanne 30 d'arrêt, de sorte que la dilatation thermique de l'huile contenue dans ces éléments peut se produire sans provoquer une fuite de l'huile par le bec. La partie 40 du corps peut comporter facultativement un purgeur, indiqué en 68 et qui peut être actionné sélectivement pour purger le fluide de la pompe lO-et du canal 60 de la partie 40 du corps, ainsi que du compartiment extérieur 47 et du tuyau 65 communiquant avec lui. La forme de réalisation montrée sur la figure 2 est sensiblement identique à celle de la figure 1, mais elle présente une modification concernant l'arrêt de l'écoulement de l'huile de la pompe vers le bec. Les éléments de cette forme de réalisation identiques à ceux représentés sur la figure 1 portent les mêmes références numériques auxquelles un signe "prime" est ajouté. Le dispositif de retrait de l'huile, qui est indiqué globalement-en 70, est de même conception que celui représenté sur la figure 1. L'appareil de la figure 1 comporte une vanne 30 d'arrêt montée dans le conduit 16. Sur la figure 2, cette vanne d'arrêt n'est pas montée sur le conduit 16' de fluide. Cependant, une vanne de décharge, indiquée globalement en 75, dé structure connue et associée à la pompe 10', décharge la pression du canal 20 de manière à assurer l'armet immédiat de l'écoulement de l'huile, lorsque cette vanne est actionnée, en refermant le tiroir 21 contre la sortie 11. On obtient ainsi le même résultat que celui obtenu avec la vanne 30 d'arrêt de la forme de réalisation montrée sur la figure 1. Il va de soi que de nombreuses modifications peuvent être apportées au brûleur décrit et représenté sans sortir du cadre de l'invention. REVENDICATIONS 1. - Ensemble à brûleur à combustible liquide, caractérisé en ce qu il comporte un bec (15) et une pompe (10) présentant une sortie (11) reliée par un conduit (16) de fluide au bec, et un dispositif destiné à empêcher l'huile de s'écouler à partir du bec après l'arret, par exemple sous l'effet de la dilatation thermique de cette huile, ce dispositif comprenant une chambre (45) à huile, un élément 150) mobile dans ladite chambre et la divisant en deux compartiments (4Q, 47) à volume variable, cet élément étant maintenu dans une première position lorsqu'il n'est pas soumis à la pression d'un fluide, des passages qui relient un premier (46) des compartiments au conduit de fluide, et un tuyau (65) de fluide qui relie la sortie de la pompe à l'autre compartiment (47) afin d'agir sur l'élément mobile, ce dernier réagissant au? pressions des fluides régnant dans les deuz compartiments de manière que, lors de l'armet de l'ensemble, la pression de la pompe provoque un déplacement de l'élément mobile à partir de ladite première position pour réduire le volume dudit premier compartiment, l'élément mobile revenant ensuite vers ladite première position de manière à retirer l'huile du bec. 2. - Ensemble selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte un élément 3. - Ensemble selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'élément mobile est un diaphragme (50). 4. - Ensemble selon la revendication 3, caractérisé en ce que le diaphragme est réalisé en métal mince et suffisamment élastique pour se déplacer sous l'effet de la pression à partir de ladite première position et réduire ainsi la dimension dudit premier compartiment, et pour revenir, en l'absence de pression, vers ladite première position, afin d'accroître la dimension du premier compartiment et de retirer l'huile dudit bec 5. - Ensemble selon la revendication 1, caractérisé en ce que les passages comprennent un canal traversant (55) d'écoulement d'huile ayant sensiblement le même diamètre que le conduit de fluide et formant un tronçon de ce dernier. 6. - Ensemble selon la revendication 5, caractérisé en ce que la chambre à huile (45) est décalée dudit canal traversant. 7. - Ensemble selon l'une des revendications 1 et 5, caractérisé en ce que les passages comprennent au moins deux trous (60, 61, 62) faisant communiquer différentes parties du premier compartiment (46) avec le conduit de fluide afin de permettre à l'air de passer librement dans ce conduit. 8. - Ensemble selon la revendication 7, caractérisé en ce que lesdits trous font communiquer des points diamétralement opposés dudit premier compartiment avec le conduit de fluide afin de permettre à l'air de passer librement dans ce conduit, quelle que soit l'orientation de la chambre à huile. 9. - Ensemble selon la revendication 2, carac-- térisé en ce que l'élément mobile est soumis à des pressions sensiblement égales dans le premier compartiment (46) et dans le second compartiment (47) pendant le fonctionnement de la pompe, ledit élément destiné à arrêter l'écoulement de la pompe vers le bec pouvant se déplacer vers une position d'arrêt de l'écoulement dans le conduit de fluide lorsque la pompe est arrêtée afin que la pression de la pompe, qui continue de s'exercer après l'arrêt de ladite pompe, provoque un accroissement de la pression dans le second compartiment (47) par rapport à la pression régnant dans le premier compartiment (46), de façon à éloigner ledit élément mobile de ladite première position.