Brevet FR2840973A1 — publié le 20031219

La presente invention concerne un dispositif de chalumeau a air prechauffe electriquement par un decapeur thermique afin d' augmenter la temperature de flamme d'un chalumeau permettant dans certains cas de se passer de gaz specifique tel que l'oxygene, par exemple. s Les chalumeaux utilisent deux gaz, l'un denomme carburant et l'autre appele comburant. Certains chalumeaux utilisent l'air comme comburant, mais ils presentent ['inconvenient de ne pas avoir une temperature de flamme tres elevee. D'autres chalumeaux utilisent un comburant pur tel que l'oxygene par exemple, ce qui leur assure une temperature de flamme o beaucoup plus elevee et un prix de revient tres important, du fait des bouteilles qu'il est necessaire d'acheter et de recharger. La nature des gaz utilises determine communement la temperature de flamme. I1 existe aussi a l'etat de prototype complexe de laboratoire une technologie de prechauffage des gaz dans un chalumeau permettant d'augmenter la temperature de flamme, ce prechauffage etant assure par un autre bruleur a gaz et un echangeur thermique. Le dispositif selon ['invention permet de realiser un chalumeau a air prechauffe sur la base d'un decapeur thermique ce qui permet d'augmenter o sensiblement la temperature de flamme sans pour autant utiliser des gaz specifiques tel que l'oxygene par exemple. I1 comporte en effet selon une premiere caracteristique, une petite turbine permettant de propulser l'air a travers une chambre de prechauffage, dans laquelle se trouve une resistance chauffante. Cet air, alors prechauffe de : plusieurs centaines de degree, sera alors melange et dose a un carburant de sorte que le melange puisse alors devenir homogene. Ce melange chaud arrive ensuite dans une chambre, cite d'accrochage de flamme, pour entretenir la combustion. Des constatations peuvent alors etre faites, il est ressorti que la temperature de flamme se trouve alors augmentee de plusieurs centaines de degree. Ce dispositif hybride garde alors une fonction de decapeur thermique electrique et il est aussi un chalumeau a air prechauffe lorsque l'on decide d'allumer la flamme. 2 2840973 L' invention concerne un dispositif de type chalumeau a air ou a gaz prechauffe caracterise en ce qu'il puisse etre utilise en decapeur thermique sans allumer la flamme. Selon des modes de realisation particuliers: - les moyens d'homogeneisation du melange carburant/comburant du dispositif comportent un tube torique (9) d'alimentation de gaz situe a 1' exterieur du flux d' air perce de plusieurs ouvertures sur la peripherie interne (11) qui vent perpendiculaire ou incline a l'axe principal de la o flamme, permettant sous 1' action de la pression de gaz une repartition homogene dans un flux laminaire. - des moyens d'accrochage (5,6,7,8) de la flamme du dispositif comportant sur la peripherie interieure de la buse une zone de tranquillisation (5) du melange entre le corps de la buse et un tube interieur axial (7) raccorde au corps en amont du tube (7) par une piece annulaire (6) perce servant a freiner le melange gazeux. - ladite piece annulaire (6) du dispositif a une configuration tronconique sommet vers la sortie. Dans le meme concept inventif, les moyens de type turbine associe a des moyens de type rechauffage prennent la forme d'un decapeur thermique notamment electrique associe a son extremite de sortie a une buse de melange et d'accrochage de flamme. Selon des modes de realisation particulier: - les moyens d'homogeneisation du melange carburant/comburant de la buse comportent un tube torique (9) d'alimentation de gaz situe a 1' exterieur du flux d' air perce de plusieurs ouvertures sur la peripherie o interne (11) qui vent perpendiculaire ou incline a l'axe principal de la flamme, permettant sous 1' action de la pression de gaz une repartition homogene dans un flux laminaire. - des moyens d'accrochage (5,6,7,8) de la flamme de la buse comportant sur la peripherie interieure de la buse une zone de tranquillisation (5) du melange entre le corps de la buse et un tube interieur axial (7) raccorde au corps en amont du tube (7) par une piece annulaire (6) perce servant a .,. Irelner 1e melange gazeux. 3 2840973 - ladite piece annulaire (6) de la buse a une configuration tronconique sommet vers la sortie. Un decapeur thermique est generalement compose de deux principaux organes, une petite turbine propulsant l' air au travers une resistance de chauffage. La resistance de chauffage est de puissance fixe, la turbine delivrant toujours le meme debit alors, la temperature de sortie de cet air reste constante. L'adjonction de buse permettant d' obtenir des flammes tres concentrees pause un inconvenient majour. En effet les pertes de o charges sur ce genre de buse vent tel que le debit d'air est considerablement diminue, la temperature depasse alors les limites maximales admissible par les composants entranant des deteriorations fatales. Cet difficulte redhibitoire sera alors evitee Selon les modes de realisation particulier: - la buse ou le corps du dispositif vent perce de un ou plusieurs trous (14) pouvant permettre a l'air de s' echapper et d' eviter a la resistance electrique de surchauffer. La modulation de cet air d' echappement permet alors la regulation en temperature. - Le systeme de regulation de temperature utilise une ou plusieurs bilames (15), qui sous ['action de la temperature laisse s'echapper plus ou moins d'air. - Le Systeme de regulation de temperature possede une chambre annulaire (16) orientee vers la sortie pour canaliser son air d' echappement. En reference a la figure I, le dispositif denomme chalumeau decapeur (1) est alimente en air chaud par le decapeur thermique (2) et en gaz par ['orifice d'alimentation (3). En reference a la figure II, cet orifice (3) peut-etre relic a un tube torique (9) repartissant le gaz sur toute la peripherie de la chambre de melange (10) Ce tube torique (9) sera perce de plusieurs trous calibres(11) de facon a projeter le gaz concentriquement dans la zone de melange (10). Le melange gazeux se trouvant parfaitement homogeneise, il se deplace alors vers la zone d'accrochage de flamme(5). Ce dit chalumeau decapeur est equipe d'un dispositif d'accrochage de flamme (5) compose d'un tube(7) de diametre inferieur a celui du corps du 4 2840973 Chalumeau decapeur (1) de sorte que le melange gazeux puisse passer librement a faible vitesse, dans l'espace laisse par ceux-ci. Ce tube est relic au corps du dit chalumeau decapeur (1) par un tronc de cone (6) perces de plusieurs trous calibres (8) pour freiner le passage du melange gazeux. Dans cette cavite, la vitesse des gaz etant relativement lente, une flamme peut alors etre facilement entretenue, celle ci (12) servira d'entretien de la flamme principale (13). La presente invention n'est pas limitee aux modes de realisation qui ont ete decrites a titre d'exemples non exhaustifs. Il est possible de mettre en o uvre d'autres composants pour melanger les gaz ou accrocher la flamme. De plus il est possible de donner a ce dispositif d' outillage d' autre forme ou autre configuration ayant le meme effet. Les dessins annexes illustrent ['invention. 2840973 REVENDICATIONS 1) Dispositif de type chalumeau a air ou a gaz prechauffe caracterise en ce qu'il puisse etre utilise en decapeur thermique sans allumer la flamme. s 2) Dispositif de type chalumeau a air ou a gaz prechauffe selon la revendication 1 caracterise en ce que les moyens de type turbine associe a des moyens de type rechauffage prennent la forme d'un decapeur thermique notamment electrique associe a son extremite de sortie a une o buse de melange et d'accrochage de flamme. 3) Dispositif selon les revendications 1 et 4 caracterise en ce qu' il presente des moyens d'homogeneisation du melange carburant/comburant comportant un tube torique (9) d'alimentation de gaz situe a 1' exterieur du s flux d' air perce de plusieurs ouvertures sur la peripherie interne (11) qui vent perpendiculaire ou incline a l' axe principal de la flamme, permettant sous 1' action de la pression de gaz une repartition homogene dans un flux laminaire. o 4) Dispositif selon les revendications 1 et 3 caracterise en ce qu'il comprend des moyens d'accrochage de la flamme (5,6,7,8) comportant sur la peripherie interieure de la buse une zone de tranquillisation du melange (5) entre le corps de la buse et un tube interieur axial (7) raccorde au corps en amont du tube (7) par une piece annulaire (6) perce, servant a freiner le s melange gazeux. ) Dispositif selon la revendication 4 caracterise en ce que ladite piece annulaire (6) a une conEguration tronconique dont le sommet est oriente vers la sortie. 6) Buse destinee a transformer un decapeur thermique en un dispositif de type chalumeau a air prechauffe selon les revendications 2 et 8 en s'adaptant a son extremite de sortie, caracterisee en ce qu'elle comprend des moyens d'accrochage de flamme (5,6,7,8) comportant sur la :: peripherie interieure de la buse une zone de tranquillisation du melange (5) entre le corps de la buse et un tube interieur axial (7) raccorde au corps en amont du tube (7) par une piece annulaire (6) perce, servant a fi:einer le melange gazeux. 6 2840973 7) Buse selon la revendication 6 caracterisee en ce que ladite piece annulaire (6) a une configuration tronconique dont le sommet est oriente vers la sortie. 8) Buse (1) destinee a transformer un decapeur thermique (2) notamment electrique en un dispositif de type chalumeau a air prechauffe selon les revendications 2 et 6 en s'adaptant a son extremite de sortie caracterise en ce que la buse (1) presente des moyens d'homogeneisation o du melange carburant/comburant comportant un tube torique (9) d'alimentation de gaz situe a 1' exterieur du flux d' air perce de plusieurs ouvertures sur la peripherie interne (11) qui vent perpendiculaire ou incline a l'axe principal de la flamme, permettant sous 1' action de la pression de gaz une repartition homogene dans un flux laminaire. 9) Systeme de regulation de temperature selon les revendication 1 ou 2 caracteri se en ce que la buse ou le corp s du di spo sitif so it perce de un ou plusieurs trous (14) pouvant permettre la modulation d' echappement de o l'air et d' eviter a la resistance electrique de surchauffer. ) Systeme de regulation de temperature selon la revendication 9 caracterise par l' utilisation de bilames (15), qui sous ['action de la s temperature laisse s 'echapper plus ou moins d' air. ll)Systeme de regulation de temperature selon la revendication 10 caracterise en ce que son air d' echappement soit canalise par une chambre