Brevet FR2527309A1 — publié le 19831125

L'invention concerne un br Mleur à pulvérisateur à ultra-sons pour appareils de chauffage d'air de petite dimension dans des enceintes mobiles, par exemple dans des véhicules, mais aussi dans des caravanes ou des tentes il s'agit ici de puissances de chauffage inférieures à k W. Les pulvérisateurs à ultra-sons pour la préparation de combustible liquide, avec leur action de pulvérisation particulièrement bonne et connue, nécessitent une consti- tution différente du dispositif d'allumage et de combustion, relativement au pulvérisateur sous pression, y compris l'amenée de l'air comburant avec une grande énergie d'écou- lement En comparaison du brûleur à évaporation muni ou non d'un distributeur tournant, on peut atteindre des temps d'allumage et de transition courts, jusqu'à l'état permanent; on peut éviter la persistance de fumée après l'arrêt; en général, on peut obtenir une meilleure combustion, donc diminuer l'émission de substances nocives on peut aussi, au lieu de bougies à incandescence, utiliser des bougies à allumage par étincelle, qui ont une consom- mation de courant notablement moindre. Le but de l'invention est donc de fournir un bruleur à pulvérisateur à ultra-sons de ce genre, qui réponde à ces exigences. On y parvient, selon l'invention, grâce au fait que le pulvérisateur muni d'un point d'amenée de combustible débouche, par un plateau de pulvérisateur, dans la zone d'allumage, munie de points d'amenée d'air primaire et de l'éclateur d'une bougie d'allumage, et qui est ménagée dans une chambre d'allumage, qui est séparée, par des parois en majeure partie perforées, de la zone de com- bustion à direction d'écoulement principalement axiale, ménagée dans une chambre de combustion et munie de points spéciaux d'amenée d'air secondaire, à l'intérieur d'une enveloppe commune. La séparation physique des zones d'allumage et de 2 2527309 combustion ainsi que l'amenée séparée d'air primaire d'al- lumage et d'air secondaire de combustion sont connues, pour un brûleur à pulvérisateur classique, par le DE-B 1 257 396; la séparation des deux zones est assurée dans ce cas par une enveloppe de refoulement en forme de cuvette, dans laquelle l'écoulement du mélange allumé de combustible pulvérisé et d'air primaire est dévié, obligé à passer par une fente d'étranglement et finalement amené à se réunir à un courant d'air secondaire arrivant en sens opposé Cette disposition nécessite une quantité extrêmement grande d'énergie d'air comburant et ne convient pas aux pulvérisateurs à ultra- sons. Des modes d'exécution de l'invention, décrits en détail plus loin, comportent un pulvérisateur disposé axialement au centre d'un côté frontal de l'enveloppe cy- lindrique utilisé; d'autres modes d'exécution comportent un pulvérisateur disposé radialement près d'un c 8 té frontal de l'enveloppe cylindrique. Dans le cas du pulvérisateur disposé axialement, l'autre côté frontal porte un diffuseur de sortie menant à un point de consommation d'air de chauffage, dans lequel l'énergie d'écoulement est avantageusement convertie en énergie de compression L'enveloppe porte, autour du plateau de pulvérisateur, les points d'amenée d'air pri- maire et à la circonférence, les points d'amenée d'air secondaire L'enveloppe est entourée, avec espacement radial, d'une chemise alimentée en air comburant; à l'espacement annulaire formé sont raccordés les points d'amenée d'air primaire et secondaire, de sorte que l'on obtient un écoulement avantageux d'air comburant avec peu de pertes. Dans le premier exemple d'exécution, la séparation entre la zone de combustion et la zone d'allumage est assurée par le fait que dans la partie postérieure de la chambre d'allumage délimitée par l'enveloppe, un tube perforé avec fond antérieur perforé est disposé coaxialement sur la paroi frontale postérieure de l'enveloppe et pénètre 3 2527309 un peu dans le diffuseur de sortie A titre de renfort peuvent être disposés, dans la partie la plus antérieure de la circonférence de l'enveloppe, donc dans la partie la plus antérieure de la zone d'allumage, d'autres points d'amenée d'air primaire, qui correspondent, structuralement, aux points d'amenée d'air secondaire. Dans le deuxième exemple d'exécution, la séparation des deux zones est assurée par le fait que le pulvérisateur est entouré d'un tronçon de tube perforé à fond perforé, donc qu'une chambre d'allumage en forme de panier pénètre dans la chambre de combustion délimitée par l'enveloppe. Les points d'amenée d'air comburant disposés à la circon- férence de l'enveloppe sont inchangés; pour calmer le processus de combustion, avant le diffuseur de sortie est interposé, avec transition continue, donc sans coude, un court tube cylindrique. Dans le cas du pulvérisateur disposé radialement, le côté frontal le plus rapproché de l'enveloppe constitue une buse d'entrée d'air secondaire et l'autre côté frontal, une bride de sortie de gaz de chauffage, ce qui donne des conditions d'écoulement particulièrement favorables Le pulvérisateur porte sur le côté, outre le point d'amenée de combustible, un point d'amenée d'air primaire; cet air s'écoule le long du pulvérisateur et arrive finalement dans la chambre d'allumage, autour des points de sortie disposés autour du plateau de pulvérisateur. Dans le premier exemple d'exécution de cette dispo- sition radiale de pulvérisateur, la séparation des deux zones est assurée par le fait qu'un élément de paroi situé à une distance constante de la circonférence de l'enveloppe, deux parois transversales perforées qui s'y raccordent axialement et au moins une paroi longitudinale radiale perforée assurant la fermeture en direction circonféren- tielle forment une chambre d'allumage en forme de secteur annulaire, qui est située dans la partie antérieure de la chambre de combustion délimitée par l'enveloppe. 4 2527309 Dans le deuxième exemple d'exécution de cette dispo- sition radiale de pulvérisateur, la chambre d'allumage est élargie à une forme annulaire par un prolongement tubulaire de la buse d'entrée d'air secondaire, en même temps que par une paroi transversale perforée raccordée à celle-ci. Dans le troisième exemple d'exécution de cette dis- position radiale de pulvérisateur, ce prolongement tubu- laire est perforé à l'intérieur de la chambre d'allumage et la paroi transversale en forme de plaque annulaire, qui s'y raccorde, est éventuellement non perforée; par suite, à la différence du deuxième exemple d'exécution, le mélange allumé ne rejoint plus le courant d'air secondaire en direction radiale vers l'intérieur, mais arrive directement, en direction axiale, à la chambre de combustion délimitée par l'enveloppe. Dans le quatrième exemple d'exécution de cette dispo- sition radiale de pulvérisateur, ce prolongement tubulaire arrive jusqu'à l'intérieur de la chambre de combustion délimitée par l'enveloppe; le prolongement et/ou sa plaque frontale sont de forme perforée, de sorte que la région de mélange est particulièrement grande dans la zone de com- bustion. L'invention est expliquée à propos de plusieurs exemples d'exécution représentés par les dessins, dans lesquels: la figure 1 montre un brûleur à pulvérisateur à ultra-sons disposé axialement, muni d'une zone de combustion séparée dans un tube perforé; la figure 2 représente un brûleur analogue muni d'une zone d'allumage séparée dans un tronçon de tube perforé, ces deux figures étant en coupe longitudinale;- la figure 3 montre un brûleur à pulvérisateur à ultra-sons disposé radialement avec zone d'allumage séparée en forme de secteur annulaire, en coupe longitudinale; la figure 4 représente le même brûleur en coupe transver- sale; 2527309 la figure 5 montre un brûleur du même genre, mais avec zone d'allumage séparée en forme de secteur annulaire, en coupe longitudinale la figure 6 montre le même brûleur en coupe transversale la figure 7 montre le même dispositif, mais avec perforation modifiée de la paroi dce séparation et la figure 8 représente le brûleur des figures 5 à 7 avec amenée d'air secondaire modifiée, les figures 7 et 8 étant en coupe longitudinale. Selon la figure 1, le brûleur à pulvérisateur à ultra- sons 1 est disposé axialement de façon centrée au côté fron- tal d'une enveloppe cylindrique 7 Il est muni d'un point d'amenée latéral de combustible la et présente un plateau de pulvérisation lb, autour duquel sont disposés des points d'amenée d'air primaire 4 Il débouche, de même que l'écla- teur d'une bougie d'allumage 2, dans la zone d'allumage 3 a, située en avant, d'une chambre d'allumage 3 délimitée par l'enveloppe Dans la partie 3 b de cette chambre, prolongée vers l'arrière, pénètre une chambre de combustion 5 formée par un tube perforé 5 a à fond antérieur perforé 5 b Ce tube pénètre un peu dans un diffuseur de sortie de gaz de chauf- fage, disposé au côté frontal postérieur de l'enveloppe. L'enveloppe porte à sa circonférence des points d'ame- née d'air secondaire 6 et est entourée d'une chemise 10 alimentée en air comburant; à sa cavité intérieure sont raccordés les points d'amenée d'air primaire 4 a de la partie antérieure de la circonférence de l'enveloppe ainsi que les points d'amenée d'air secondaire 6 Du combustible pulvérisé et mélangé intimement à de l'air primaire arrive aux points d'amenée 4 du plateau de pulvérisateur lb et passe par l'éclateur à l'intérieur de la chambre d'allumage 3 Le mélange allumé arrive à travers les parois perforées 5 a et 5 b à la chambre de combustion 5, à laquelle de l'air secondaire, passant par la partie postérieure de la chambre d'allumage, afflue par les points d'amenée 6 Une fois que la combustion a eu lieu, le gaz de chauffage engendré afflue, 6 2527309 par le diffuseur de sortie 8, au point o l'on a besoin de gaz de chauffage. Selon la figure 2, de façon différente, la zone d'allumage 3 a' formée par un tronçon de tube perforé 3 ' à fond posté- rieur perforé 3 b' pénètre dans une partie prolongée vers l'a- vant 5 c' de la chambre de combustion 5 ' délimitée par l'en- veloppe 7 Ici, avant le diffuseur de sortie de gaz de chauf- fage 8 fixé au côté frontal postérieur de l'enveloppe, est interposé, avec transition continue, un court tronçon de tube 9 jouant le rôle de diaphragme de flamme. Selon les figures 3 et 4, le brûleur à pulvérisateur à ultra-sons 1 est disposé radialement sur -l'enveloppe 7, près d'un côté frontal de celleci, qui constitue une buse d'entrée d'air secondaire 6 ". L'autre côté de l'enveloppe constitue une bride de sortie de gaz de chauffage 7 a Le brûleur à pulvérisateur porte sur le côté un point d'entrée 4 b destiné à de l'air primaire, qui passe alors devant le pulvérisateur et arrive, par les points de sortie 4 " disposés autour du plateau de pulvérisateur lb, en se mélangeant intimement au combustible pulvérisé, à la zone d'allumage 3 a", o le mélange atteint l'éclateur de la bougie d'allumage 2. La chambre d'allumage est formée ici par un élément de paroi perforé 3 ", situé à une distance constante de la cir- conférence de l'enveloppe et donc en forme d'arc de cercle, par deux parois transversales perforées 3 b", qui s'y rac- cordent axialement, ainsi que par une paroi longitudinale radiale perforée 3 c", qui assure la fermeture d'un côté en direction circonférentielle. Selon les figures 5 et 6, la buse d'entrée d'air se- condaire 6 " porte, à la différence des figures 3 et 4, un prolongement tubulaire 6 ''',qui, avec une paroi transversale perforée 3 "'', qui lui est raccordée, sépare la zone d'al- lumage 3 a''' de la zone de combustion 5 '''. Selon la figure 7, à la différence des figures 5 et 6, le prolongement tubulaire est perforé et la paroi transversale 7 2527309 3 ''', qui s'y raccorde, n'est pas perforée. Selon la figure 8, le prolongement tubulaire 6 ''', à la différence des figures 5 et 6, s'étend jusque dans la zone de combustion 5 ''' et dans celle-ci, il est perforé à sa circonférence et à sa plaque frontale 3 b'"''. 8 2527309 REVENDICATIONS 1 Brûleur à pulvérisateur à ultra-sons pour appareils de chauffage d'air de petite dimension dans des enceintes mobiles, par exemple dans des véhicules, caractérisé en ce que le pulvérisateur ( 1) muni d'un point d'amenée de com- bustible (la) débouche, par un plateau de pulvérisateur (lb), dans la zone d'allumage ( 3 a, 3 a', 3 a", 3 a'''), munie de points d'amenée d'air primaire ( 4, 4 a, 4 b, 4 ") et de l'écla- teur d'une bougie d'allumage ( 2), et qui est ménagée dans une chambre d'allumage ( 3, 3 ', 3 ", 31 ''') qui est séparée, par des parois en majeure partie perforées, de la zone de combustion ( 5, 5 ', 5 ", 5 ''') à direction d'écoulement principalement axiale, ménagée dans une chambre de combustion et munie de points spéciaux d'amenée d'air secondaire ( 6, 6 ", 6 '''), à l'intérieur d'une enveloppe commune ( 7). 2 Brûleur selon la revendication 1, caractérisé en ce que le pulvérisateur ( 1) est disposé axialement de façon centrée sur une paroi frontale de l'enveloppe cylindrique ( 7), dont l'autre c 8 té frontal porte un diffuseur de sortie de gaz de chauffage ( 8) (figures 1 et 2). 3 Brûleur selon la revendication 2, caractérisé en ce que l'enveloppe ( 7) porte à l'un de ses c 8 tés frontaux, autour du plateau de pulvérisateur (lb), les points d'amenée d'air primaire ( 4) et à la circonférence, les points d'amenée d'air secondaire ( 6). 4 Brûleur selon la revendication 3, caractérisé en ce que l'enveloppe ( 7) porte une chemise ( 10) alimentée en air comburant et à la cavité intérieure de laquelle sont rac- cordés les points d'amenée d'air primaire et secondaire ( 4, 4 a, 6). Brûleur selon la revendication 4, caractérisé en ce que la chambre de combustion ( 5) est formée par un tube perforé ( 5 a) à fond antérieur perforé (Sb) s'avançant coaxia- lement dans une partie prolongée axialement vers l'arrière ( 3 b) de la chambre d'allumage ( 3), et en ce que ce tube pénètre un peu dans le diffuseur de sortie de gaz de 9 2 2527309 chauffage ( 8) (figure 1). 6 Brûleur selon la revendication 5, caractérisé en ce que dans la partie la plus antérieure de la circonférence de l'enveloppe ( 7) sont disposés d'autres points d'amenée d'air primaire ( 4 a). 7 Brûleur selon la revendication 4, caractérisé en ce que la zone d'allumage ( 3 a') est séparée de la zone de combustion par un tronçon de tube ( 3 ') à fond postérieur perforé ( 3 b') qui pénètre dans une partie prolongée axiale- ment vers l'avant ( 5 c') de la chambre de combustion ( 5 ') (figure 2). 8 Brûleur selon la revendication 7, caractérisé en ce qu'avant le diffuseur de sortie de gaz de chauffage ( 8) est interposé, avec transition continue, un court tronçon de tube ( 9). 9 Brûleur selon la revendication 1, caractérisé en ce que le pulvérisateur ( 1) est disposé radialement sur l'enveloppe cylindrique ( 7) délimitant la zone de combustion ( 5 ", 5 '''), près d'un c 8 té frontal de cette enveloppe, qui constitue une buse d'entrée d'air secondaire ( 6 "), et l'autre c 8 té frontal de l'enveloppe constitue une bride de sortie de gaz de chauffage ( 7 a) (figures 3 à 8). Brûleur selon la revendication 9, caractérisé en ce que le pulvérisateur ( 1) porte un point d'entrée latéral d'air primaire ( 4 b), et en ce qu'autour du plateau de pul- vérisateur (lb) sont disposés des points de sortie d'air primaire ( 4 "). 11 Brûleur selon la revendication 10, caractérisé en ce que la zone d'allumage ( 3 a") est séparée de la zone de combustion ( 5 ") par un élément de paroi perforé ( 3 ") situé à une distance constante de la circonférence de l'enveloppe ( 7), par deux parois transversales perforées ( 3 b") qui s'y raccordent axialement et par au moins une paroi longitudi- nale radiale perforée ( 3 c") assurant la fermeture en direction circonférentielle (figures 3 et 4). 12 Brûleur selon la revendication 10, caractérisé en -2527309 ce que la buse d'entrée d'air secondaire ( 6 ") porte un pro- longement tubulaire ( 6 ''') qui, avec une paroi transversale perforée ( 3 '''), qui lui est raccordée, sépare la zone d'al- lumage ( 3 a''') de la zone de combustion ( 5,'') (figures 5 et 6). 13 Brûleur selon la revendication 12, caractérisé en ce que le prolongement tubulaire ( 6 ''') est perforé dans la région de la zone d'allumage ( 3 a''') et que la paroi trans- versale ( 3 '''), qui s'y raccorde, est éventuellement non perforée (figure 7). 14 Brûleur selon la revendication 12, caractérisé en ce que le prolongement tubulaire ( 6 ''') s'avance jusque dans la zone de combustion ( 5 ''') et est perforé à sa cir- conférence et/ou à sa plaque frontale ( 3 b''') (figure 8).