Brevet FR2760513A1 — publié le 19980911

La présente invention a pour objet un brûleur fonctionnant avec un hydrocarbure liquide. Un tel brûleur réalise un mélange carburant/comburant qui est enflammé en sortie du brûleur. Une turbine permet d'aspirer de l'air dans une volute et de le comprimer. A la sortie de la volute, le carburant est mélangé à l'air et le mélange réalisé est enflammé. Un tel brûleur peut être utilisé pour de nombreuses applications, tel par exemple l'alimentation d'une chaudière, d'un four ou d'un chauffe-eau. D'autres applications sont bien entendu envisageables. L'invention a pour but de fournir un brûleur de ce type qui, de plus, est compact, d'un poids moindre et ne comporte qu'un minimum de pièces. Ce brûleur peut de préférence fonctionner avec tout type d'hydrocarbures liquides, tels par exemple du fioul, du gazole, du kérosène, un mélange essence et huile, etc. A cet effet, le brûleur qu'elle propose est un brûleur fonctionnant avec un hydrocarbure liquide, comportant une turbine entraînée en rotation par un moteur, montée dans une volute, aspirant de l'air par une entrée d'air pour le faire sortir sous pression vers un diffuseur d'air, une pompe d'injection injectant de l'hydrocarbure liquide par un gicleur dans le flux d'air sous pression de manière à réaliser un mélange air/hydrocarbure inflammable, et des moyens permettant d'enflammer ce mélange. Selon l'invention, le moteur entraînant la turbine est monté dans la volute. Ainsi, le montage du brûleur est compact. L'espace libre habituellement au centre de la volute est utilisé pour loger le moteur entraînant la turbine. Afin d'optimiser le gain de place dans la volute, la turbine est en forme de roue à aubes et elle coiffe le moteur. En outre, ceci facilite le refroidissement du moteur. Dans une forme de réalisation préférée, toujours dans un souçi de compacité, la pompe d'injection est montée à l'extérieur de la volute, dans l'axe du moteur entraînant la turbine. Il s'agit par exemple d'une pompe à engrenages. Dans une forme de réalisation préférée, la sortie d'air de la volute est radiale. Dans cette forme de réalisation, pour avoir un brûleur compact, le gicleur est avantageusement monté à l'extrémité d'une canne d'injection, alimentée par la pompe d'injection et traversant la volute sensiblement dans l'axe de la sortie de l'air. La canne d'injection peut également servir de support à une paire d'électrodes permettant d'enflammer le mélange air/hydrocarbure. De toute façon, l'invention sera bien comprise à l'aide de la description qui suit, en référence au dessin schématique annexé, représentant à titre d'exemple non limitatif, une forme de réalisation préférentielle d'un brûleur selon l'invention. Figure 1 est une vue en perspective éclatée des principales pièces d'un brûleur selon l'invention, Figure 2 est une vue de côté de ce brûleur, et Figure 3 est une vue en coupe longitudinale du brûleur selon la ligne de coupe III-III de la figure 2. La figure 1 représente les pièces principales constitutives d'un brûleur selon l'invention. Elle représente notamment une volute en deux parties, une volute droite 2 et une volute gauche 4, une turbine 6, un moteur 8 destiné à entraîner la turbine 6 en rotation, une pompe d'injection 10 et une canne d'injection 12 à l'extrémité de laquelle sont montés un gicleur 14 et une paire d'électrodes 16. Les deux volutes 2,4 forment un boîtier à l'intérieur duquel se trouve un espace en forme de spirale comportant une entrée d'air 18 et une sortie d'air 20. La turbine 6, qui en position de fonctionnement se trouve au coeur de la spirale, aspire de l'air par l'entrée 18, le comprime et l'envoie sous pression vers la sortie 20. La turbine 6 présente une forme de roue à aubes. Elle est de forme cylindrique circulaire et comporte à l'une de ses extrémités un fond 22. Des ailettes 24 axiales sont régulièrement réparties à la périphérie de la turbine 6 et constituent la paroi latérale de celle-ci. Le fond 22 est un disque plein au centre duquel se trouve un alésage permettant la fixation de la turbine sur un arbre de sortie 26 du moteur 8. Le moteur 8 est un moteur électrique. I1 est placé au coeur de la volute 2,4. La turbine 6 est montée sur son arbre de sortie 26 de telle sorte qu'elle vienne le coiffer. Ainsi, l'espace de la turbine se trouvant entre les ailettes 24 de celle-ci est utilisé pour loger le moteur entraînant la turbine. Le moteur est fixé dans un logement prévu à cet effet dans la volute droite 2. Dans l'axe du moteur 8 et de la turbine 6, à l'extérieur de la volute droite 2, est montée la pompe d'injection 10. Cette dernière est une pompe entraînée par le moteur 8 à deux sorties qui entraîne également la turbine 6. Elle est alimentée en hydrocarbure par un conduit d'arrivée 28 flexible et est munie d'une électrovanne. L'hydrocarbure pompé est envoyé vers la canne d'injection 12 et un conduit de retour 30 flexible permet de retourner l'hydrocarbure non utilisé vers un réservoir (non représenté). La canne d'injection 12 est montée dans le plan de joint des deux volutes 2,4. Elle est placée sensiblement dans l'axe de la sortie d'air 20. Elle traverse la volute 2,4 tangentiellement à la turbine 6. Elle est alimentée à l'une de ses extrémités par un conduit flexible d'alimentation 32 la reliant à la pompe d'injection 10. A son autre extrémité, elle porte le gicleur 14 et les électrodes 16. Ces deux derniers éléments se trouvent sensiblement sur l'axe d'un diffuseur d'air 34 monté sur la sortie d'air 20. Des écarteurs, avantageusement au nombre de trois, maintiennent la canne d'injection au centre du diffuseur 34 en prenant appui sur la surface intérieure de celui-ci. La figure 3 montre le brûleur en coupe, sans le diffuseur d'air. On constate ainsi le montage compact du moteur 8 et de la turbine 6 à l'intérieur de la volute 2,4. Un registre d'air 36 est monté sur la volute droite 2, au niveau de l'entrée d'air 18. I1 est constitué par un anneau circulaire cylindrique, de diamètre adapté à la surface extérieure de la volute 2 et pouvant pivoter autour de celle-ci. I1 comporte une lumière 38. Lorsque cette dernière est en face de l'entrée d'air 18, le débit d'entrée d'air dans le brûleur est maximum, tandis que lorsque la lumière 38 chevauche l'entrée d'air 18, le débit d'entrée d'air est moindre. Un câble d'alimentation électrique 40 du brûleur est également prévu. I1 relie une source de tension électrique (non représentée) à un boîtier de connexion 42 contenant des bornes de connexion et accouplé à un transformateur. Ainsi, à partir du boîtier 42 et éventuellement du transformateur, le moteur 8, l'électrovanne de la pompe d'injection 10 et les électrodes sont alimentées en électricité. Le fonctionnement de ce brûleur est le suivant. Lorsqu'il est mis sous tension, la turbine 6 est entraînée en rotation par le moteur 8. De l'air est alors aspiré par l'entrée d'air 18. Le débit d'air est réglable à l'aide du registre d'air 36. L'air aspiré est comprimé par la turbine, ressort sous pression par la sortie d'air 20 et est diffusé dans le diffuseur d'air 34. Parallèlement, un hydrocarbure liquide est pompé par la pompe d'injection 10 et est envoyé au gicleur 14 par l'intermédiaire du conduit d'alimentation 32 et de la canne d'injection 12. L'hydrocarbure est ainsi pulvérisé sous pression à l'intérieur du diffuseur d'air 34, de façon à créer un mélange intime avec l'air envoyé d'autre part dans ce diffuseur par la turbine 6. Le mélange ainsi formé est enflammé grâce à une étincelle produite par les électrodes 16. Cette étincelle est permanente, car elle est maintenue pendant tout le fonctionnement du brûleur. Le brûleur décrit ci-dessus est très compact de par sa conception. De plus, le nombre de pièces nécessaires pour réaliser ce brûleur est très limité. Ce brûleur est polyvalent. Tout d'abord car il peut être utilisé dans de nombreux types d'appareils, tels par exemple un chauffe-eau, un lave-linge, un sèche-linge, un four, etc... I1 trouve sa place sur tout équipement mobile nécessitant une source de chaleur pour fonctionner. Ensuite, car il peut fonctionner avec de nombreux hydrocarbures : essence, gazole, fioul, kérosène, etc. Cette polyvalence permet d'interchanger des brûleurs de deux appareils différents lorsqu'un brûleur est en révision ou en panne. De plus, presque tous les hydrocarbures liquides conviennent pour alimenter le brûleur. Bien entendu, suivant l'hydrocarbure utilisé, le rendement du brûleur varie. Comme il va de soi, l'invention ne se limite pas à la forme de réalisation décrite ci-dessus à titre d'exemple non limitatif ; elle en englobe au contraire toutes les variantes. REVENDICATIONS 1 - Brûleur fonctionnant avec un hydrocarbure liquide, comportant une turbine (6) entraînée en rotation par un moteur (8), montée dans une volute (2,4), aspirant de l'air par une entrée d'air (18) pour le faire sortir sous pression vers un diffuseur d'air (34), une pompe d'injection (12) injectant de l'hydrocarbure liquide par un gicleur (14) dans le flux d'air sous pression de manière à réaliser un mélange air/hydrocarbure inflammable, et des moyens (16) permettant d'enflammer ce mélange, caractérisé en ce que le moteur (8) entraînant la turbine (6) est monté dans la volute (2,4). 2 - Brûleur selon la revendication 1, caractérisé en ce que la turbine (6) est en forme de roue à aubes et en ce qu'elle coiffe le moteur (8). 3 - Brûleur selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que la pompe d'injection (10) est montée à l'extérieur de la volute (2,4), dans l'axe du moteur (8) entraînant la turbine (6). 4 - Brûleur selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que la sortie d'air (20) de la volute est radiale. 5 - Brûleur selon la revendication 4, caractérisé en ce que le gicleur (14) est monté à l'extrémité d'une canne d'injection (12), alimentée par la pompe d'injection (10) et traversant la volute (2,4) sensiblement dans l'axe de la sortie de l'air. 6 - Brûleur selon la revendication 5, caractérisé en ce que la canne d'injection (12) sert de support à une paire d'électrodes (16) permettant d'enflammer le mélange air/hydrocarbure.