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pour : dispositif de commande et de régulation pour les brûleurs alimentés en mazout et en gaz propane.
La présente invention a pour objet un dispositif de commande des brûleurs alimentés en gaz propane sous une pression de l'ordre de 2 kg/cm2 et en mazout dans lesquels le propane sert à pulvériser le mazout arrivant au brûleurla pression atmosphérique.
Ce dispositif est caractérisé par le fait qu'il comporte des moyens pneumatiques, mécaniques ou électriques pour commander, avec un
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décalage dans le temps, l'ouverture de l'admission au brdleur du ma- zout et du propane à 1'allumage,et la coupure de l'admission de cet deux combustibles lors de l'extinction du brûleur, l'admission du mazout étant ouverte après et coupée avant celle du propane.
De cette façon on supprime radicalement l'écoulement par le brûleur du mazout imbrûlé tant à l'allumage qu'à l'extinction et de plus l'allumage se trouve considérablement facilité.
L'invention est également applicable aux brûleurs ali mentés en régime normal en zout seul pulvérisé par des moyens méca- niques et elle consiste dans ce cas à équiper une telle installation d'un circuit auxiliaire d'injection de gaz propane seulement au moment de l'allumage et de l'extinction du brûleur et comprenant un dispo- sitif du type défini ci-dessus commandant, à l'allumage, l'avance et l'admission, et, à l'extinction, le retard à la coupure du propane, l'injection du propane étant interrompue aussitôt après le démarrage du brûleur et rétablie juste avant son extinction.
A titre d'exemple on a décrit ci-dessous et représenté au dessin annexé deux formes de réalisation de l'invention.
La figure 1 représente en coupe axiale un dispositif de contrôle commandé par la pression d'alimentation du brûleur en gaz propane.
La figure 2 représente en coupe axiale une réalisation dans laquelle le dispositif de contrôle est commandé par des moyens électromagnétiques.
La figure 3 représente l'ensemble d'une installation munie d'un brûleur propane-mazout commande conformément à l'invention.
La figure 4 représente la valve de commande utilisée dans l'installation de la figure 3.
L'appareil représenté en figure 1 est constitué par un corps de valve en deux pièces 1 et 2 assemblées d'une façon étanche par des vis 3, 3' de façon à former une chambre 4 séparée par une membrane élastiquement déformable 5. La face supérieure de la membrane
5 est soumise à l'action o'u propane haute pression amené par une conduite, éventuellement contrôlée par des dispositifs de sécurité, et
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raccordée à l'ouverture 6 qui est suivie par le perçage coudé 7 aboutis- sant à la chambre 4, tandis que la face inférieure de la membrane 5 est soumise à la pression atmosphérique grâce au perçage s pratiqué dans la paroi inférieure de la chambre 4.
La membrane 5 est solidaire d'une tige mobile 9 guidée d'une façon étanche par les joints 10, 10' travers les parois de la chambre 4 et pénétrant par ses extrémités dans deux autres chambres 11 et 12 ménagées respectivement dans les pièces 1 et 2. L'extrémité supé- rieure de la tige 9 porte un clapet 13 muni d'un ressort de rappel 14 et coopérant avec un siège 15 ménagé dans une ouverture 16 d'arrivée d'ali- mentation du propane haute pression du brûleur, une ouverture de départ
17 débouchant également dans la chambre 12, les rôles des ouvertures
16 et 17 pouvant d'ailleurs être intervertis.
L'extrémité inférieure 18, de diamètre rétréci de la tige 9 pénètre librement dans une douille 19 solidaire d'un clapet 20 contrôlant, en coopération avec le siège 21,la communication entre la conduite d'arrivée 22 et de départ 23 du mazout dans la chambre 12, un ressort de rappel 24 tendant à refermer de clapet.
La longueur de la douille 19 du clapet 20 est déterminée de façon que la tige mobile 9 puisse effectuer une certaine course libre dans son mouvement descendant avant d'entraîner la douille 19 par l'épaulement 25, assurant ainsi une ouverture retardée du clapet 20 du mazout par rapport à l'ouverture du clapet 13 du propane, lorsque le propane sous pression est envoyé dans les ouvertures 8 et 16. Inversement, si la pression de propane baisse ou disparait dans la conduite de contrôle agissant sur la membrane 5 et que la tige 9 remonte, le ressort de rappel 14 force le clapet 20 à suivre le mouvement ascendant de la tige 9 et à couper l'alimentation en mazout avant que le clapet 13 contr8lant l'alimentation en propane ait pu se fermer.
Il en résulte qu'à l'allumage du brûleur, ce dernier est alimenté d'abord en propane seul de sorte que le mazout est injecté dès le début dans une flamme de propane qui le vaporise instantanément et assure sa combustion complète sans suintement ni fumée. De même, à l'extinction du brûleur, le mazout étant coupé d'abord, la faible quantité de mazout qui parvient au brûleur après doupure du clapet @
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20, se trouve brûlée avec la propane, donc également d'une façon complète puisque le clapet 13 du propane ne se ferme qu'ultérieurement.
Dans la forme de réalisation représentée en figure 2, les clapets contr8lant l'alimentation du brûleur en propane et en ma- zout ne sont pas commandés par la pression du propane, mais électro- magnétiquement. A cet effet on utilise une soupape double se distinguant de celle de la figure 1 par la. suppression de la chambre centrale 4 et de la membrane 5 soumises à l'action de la pression du propane, tous les autres organes restant les mènes et portant les mènes chiffres de référence qu'en figure 1. La seule différence de constitution réside en ce que l'ouverture d'arrivée 16 du propane est latérale, tandis que la tige mobile 9 portant le clapet 13 du propane et accouplée avec jeu au clapet 20 du mazout, a son extrémité supérieure 25 sortie du corps de la soupape.
Sur cette extrémité 25 de la tige 9, agit de préférence par l'intermédiaire d'un levier amplificateur 26 pivoté en 27, une tige 28 solidaire de la partie mobile 29 d'un électro-aimant 30 qui peut être à plongeur ou de tout autre type approprié et dont le circuit d'excitation peut être contrôlé à distance, l'ensemble formant une électro-vanne, ou bien l'électro-aimant 30 formant partie d'une électro-vanne command'. pneumatiquement.
Bien entendu, la tige commandant les deux clapets dont un à action différée, peut être actionnée sans sortir.du cadre de l'invention, par tout autre moyen automatique ou manuel.
L'exploitation de brûleurs propane-mazout exige, dans certaines applications industrielles, une possibilité de régulation, notamment par thermostat, ainsi qu'un dispositif de sécurité commadndé par une flamme veilleuse ou pilote alimentée en propane seul. Cepetan si les dispositifs de sécurité d ce genre fonctionnant en haute pression sont connus, les dispositifs de régulation, qui existent dans le commerce, sont connus pour un fonctionnement sur une distribution de gaz à basse pression, de l'ordre de 140 gr, de sorte que leur utili- sation sur des circuits à haute pression ne peut pas être envisagée.
L'utilisation de la valve de commanda décrite ci-dessus permet de pallier cette difficulté par l'emploi de dispositifs de régulation
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connus fonctionnant en basse pression, alimentés en propane par l'in- termédiaire d'un détendeur et contrôlant l'alimentation du brûleur par l'intermédiaire de la valve de commande branchée sur la conduite de propane de pression.
Comme visible en figure 3, le brûleur 31 est alimenté en mazout à la pression atmosphérique par la conduite 32 à partir d'une cuve à niveau constant 33, et en propane par la conduite à haute pression 34. Sur la conduite 34 est branchée une dérivation 35 alimentant par l'intermédiaire d'un détendeur 36, qui abaisse la pres- sion à 140 gr environ, une conduite 37 sur laquelle sont montées en série deux valves 38,39 coopérant respectivement avec une flamme pilote 40 et par exemple un thermostat 41 (ou tout autre organe de régulation), la valve 38 se fermant lors d'une extinction de la flamme pilote 40 et l'ouverture de la valve 39 étant fonction de la température agissant sur le thermostat (ces dispositifs étant connus en eux-mêmes et couramment utilisés dans les installations à basse pression,
leur description détaillée n'est pas nécessaire).
La valve 39, montée à l'extrémité de la conduite 37, en aval de la valve 38, relie la conduite basse pression 37 par une conduite de contrôle 42 à une valve différentielle 43 analogue à cella représen- tée en figure 1 et qui sera décrite en détail plus bas, et qui commande la coupure de l'alimentation du brûleur 31 en propane et en mazout lorsque, en cas de fonctionnement de t'une ou l'autre des valves 38,39, cette conduite 42 ne se trouve plus alimentée.
Afin d'évacuer, en cas de coupure en 38 ou en 39, le gaz à basse pression remplissant la conduite de contrôle 42, un circuit de fuite 44, alimentant par exemple un micro-brûleur 45 est branché sur la conduit de contrôle 42 qui se trouve ainsi ramenât à la pression atmosphérique dès qu'elle est coupée de la conduite à basse essaa 37
La valve différentielle 43 représentée en figure 4 comporte un corps en deux parties 46, 46' ménageant une chambre centrale qu'une membrane 47, de préférence en perbunan, partage en deux compartiments dont l'un 48 communique par la tubulure 49 avec la
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conduite de contrôle 42, et dont l'autre 48' communique avec l'atmos- phère par l'ouverture 50.
La membrane 47 est solidaire d'une tige 51 présentant une surface chromée pour réduire est frottements ; cette tige pénètre par des perçages 52, 52' garnis de joints d'étanchéité toriques 53, 53' dans les chambres 54, 54' ; ces chambres sont en communication avec les conduites de propane haute pression et les conduites de mazout respectivement par les raccords 55,56 et 55',
56' L'extrémité supérieure de la tige 51 est solidaire d'un clapet
57 coopérant avec le siège 58 et contrôlant la conduite de propane 34 ; le clapet est muni d'un ressort de fermeture 59.
L'extrémité inférieure de la tige agit avec un certain jeu sur un clapet 60, muni d'un res- sort de fermeture 61 et contrôle en coopération avec le siège 60' , la conduite de mazout 32 ;ce jeu a pour effet, comme expliqué ci- dessus, de ne permettre 1'admission du mazout au brûleur 31 qu'après l'ouverture de l'admission du propane et d'éviter ainsi une combustion incomplète du mazout qui ne serait pas pulvérisé par le propane. Dans ce but, l'extrémité inférieure de la tige 51 est percée de manière à recevoir un axe à épaulement 62 solidaire du clapet 60 et pouvant coulisser dans la tige 51 ; l'extrémité de la tige 51 vient ainsi agir sur cet épaulement tandis que le clapet 60 reste guidé par l'axe 62 lorsqu'il est écarté de son siège 63.
La surface de la membrane 47, celle soumise à la haute pression du clapet 57, et la force de rappel des ressorts 59 et 61 sont calculées de façon que, compte tenu des frottements de la tige 51, l'établissement de la basse pression dans la chambre 48 de la valve provoque successivement l'ouverture des clapets 57 et 60, tandis que la disparition de la basse pression de cette chambre provoque la fer- meture de ces clapets sous l'action des ressorts, la fermeture du clapet 60 précédant celle du clapet 57 dans le but exposé plus haut.
Grâce à ce dispositif, les brûleurs propane-mazout alimentés en gaz à haute pression peuvent être régulés et contrôles notamment par des dispositifs thermoutatiques et de sécurité à basse pression qui existent dans le commerce.
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for: control and regulation device for burners supplied with oil and propane gas.
The present invention relates to a device for controlling burners supplied with propane gas at a pressure of the order of 2 kg / cm2 and with fuel oil in which the propane is used to spray the fuel oil arriving at the burner at atmospheric pressure.
This device is characterized by the fact that it comprises pneumatic, mechanical or electrical means for controlling, with a
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shift in time, opening of the fuel oil and propane burner admission on ignition, and shutting off the admission of these two fuels when the burner is extinguished, the fuel oil admission being opened after and cut before that of propane.
In this way, the flow through the burner of unburnt fuel oil is radically suppressed both on ignition and extinction and, moreover, ignition is considerably facilitated.
The invention is also applicable to burners supplied under normal conditions with zout alone sprayed by mechanical means and it consists in this case in equipping such an installation with an auxiliary circuit for injecting propane gas only at the time of the release. 'ignition and extinction of the burner and comprising a device of the type defined above controlling, on ignition, advance and admission, and, on extinction, the delay in shutting off the propane , the injection of propane being interrupted immediately after starting the burner and re-established just before it goes out.
By way of example, two embodiments of the invention have been described below and shown in the accompanying drawing.
FIG. 1 shows in axial section a control device controlled by the pressure supplying the burner with propane gas.
FIG. 2 shows in axial section an embodiment in which the control device is controlled by electromagnetic means.
FIG. 3 represents the assembly of an installation provided with a propane-oil burner controlled in accordance with the invention.
Figure 4 shows the control valve used in the installation of Figure 3.
The apparatus shown in FIG. 1 consists of a valve body in two parts 1 and 2 assembled in a sealed manner by screws 3, 3 'so as to form a chamber 4 separated by an elastically deformable membrane 5. The face upper membrane
5 is subjected to the action of high pressure propane supplied by a pipe, possibly controlled by safety devices, and
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connected to the opening 6 which is followed by the elbow bore 7 leading to the chamber 4, while the lower face of the membrane 5 is subjected to atmospheric pressure thanks to the bore s made in the lower wall of the chamber 4 .
The membrane 5 is integral with a movable rod 9 guided in a sealed manner by the seals 10, 10 'through the walls of the chamber 4 and penetrating through its ends into two other chambers 11 and 12 formed respectively in the parts 1 and 2. The upper end of the rod 9 carries a valve 13 provided with a return spring 14 and cooperating with a seat 15 formed in an opening 16 for the supply of high pressure propane to the burner, a starting opening
17 also opening into chamber 12, the roles of the openings
16 and 17 can also be inverted.
The lower end 18, of reduced diameter of the rod 9 freely penetrates into a sleeve 19 integral with a valve 20 controlling, in cooperation with the seat 21, the communication between the inlet pipe 22 and outlet 23 of the fuel oil in the chamber 12, a return spring 24 tending to close the valve.
The length of the sleeve 19 of the valve 20 is determined so that the movable rod 9 can perform a certain free stroke in its downward movement before driving the sleeve 19 through the shoulder 25, thus ensuring a delayed opening of the valve 20 of the valve. fuel oil in relation to the opening of the propane valve 13, when the pressurized propane is sent to the openings 8 and 16. Conversely, if the propane pressure drops or disappears in the control pipe acting on the membrane 5 and the rod 9 rises, the return spring 14 forces the valve 20 to follow the upward movement of the rod 9 and cut off the fuel oil supply before the valve 13 controlling the propane supply has been able to close.
As a result, when the burner is ignited, the latter is first supplied with propane alone so that the fuel oil is injected from the start into a propane flame which vaporizes it instantly and ensures its complete combustion without oozing or smoke. . Likewise, when the burner goes out, the fuel oil being cut first, the small quantity of fuel oil which reaches the burner after the valve has been cut off @
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20, is burnt with the propane, therefore also completely since the valve 13 of the propane does not close until later.
In the embodiment shown in Figure 2, the valves controlling the supply of propane and oil to the burner are not controlled by the pressure of the propane, but electromagnetically. For this purpose a double valve is used which differs from that of FIG. 1 by the. elimination of the central chamber 4 and of the membrane 5 subjected to the action of the pressure of the propane, all the other organs remaining the leads and bearing the same reference numbers as in figure 1. The only difference in constitution lies in this that the inlet opening 16 of the propane is lateral, while the movable rod 9 carrying the valve 13 of the propane and coupled with play to the valve 20 of the fuel oil, at its upper end 25 exiting the body of the valve.
On this end 25 of the rod 9, acts preferably by means of an amplifying lever 26 pivoted at 27, a rod 28 integral with the movable part 29 of an electromagnet 30 which may be a plunger or any another suitable type, the excitation circuit of which can be controlled remotely, the assembly forming a solenoid valve, or else the solenoid 30 forming part of a controlled solenoid valve. pneumatically.
Of course, the rod controlling the two valves, one of which has a delayed action, can be actuated without departing from the scope of the invention, by any other automatic or manual means.
The operation of propane-oil burners requires, in certain industrial applications, a possibility of regulation, in particular by thermostat, as well as a safety device controlled by a pilot or pilot flame supplied with propane alone. However, if safety devices of this kind operating at high pressure are known, the regulating devices, which exist on the market, are known for operating on a distribution of gas at low pressure, of the order of 140 gr, of so that their use on high pressure circuits cannot be considered.
The use of the control valve described above makes it possible to overcome this difficulty by the use of regulation devices.
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known devices operating at low pressure, supplied with propane via a pressure reducing valve and controlling the supply to the burner via the control valve connected to the pressure propane line.
As can be seen in FIG. 3, the burner 31 is supplied with fuel oil at atmospheric pressure via line 32 from a constant level tank 33, and with propane via the high pressure line 34. On line 34 is connected a branch 35 supplying via a pressure reducing valve 36, which lowers the pressure to approximately 140 g, a pipe 37 on which are mounted in series two valves 38, 39 cooperating respectively with a pilot flame 40 and for example a thermostat 41 (or any other regulating member), the valve 38 closing when the pilot flame 40 is extinguished and the opening of the valve 39 being a function of the temperature acting on the thermostat (these devices being known per se. same and commonly used in low pressure installations,
their detailed description is not necessary).
The valve 39, mounted at the end of the pipe 37, downstream of the valve 38, connects the low pressure pipe 37 by a control pipe 42 to a differential valve 43 similar to that shown in FIG. 1 and which will be described in detail below, and which controls the cutting of the supply to the burner 31 with propane and fuel oil when, in the event of operation of one or the other of the valves 38, 39, this line 42 is no longer located powered.
In order to evacuate, in the event of an outage at 38 or 39, the low-pressure gas filling the control pipe 42, a leakage circuit 44, supplying for example a micro-burner 45 is connected to the control pipe 42 which is thus brought back to atmospheric pressure as soon as it is cut off from the low pipe test 37
The differential valve 43 shown in FIG. 4 comprises a body in two parts 46, 46 'providing a central chamber that a membrane 47, preferably in perbunan, divides into two compartments, one of which 48 communicates through the tube 49 with the
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control pipe 42, and the other 48 'of which communicates with the atmosphere through opening 50.
The membrane 47 is secured to a rod 51 having a chrome surface to reduce is friction; this rod enters through bores 52, 52 'fitted with O-ring seals 53, 53' in the chambers 54, 54 '; these chambers are in communication with the high pressure propane pipes and the fuel oil pipes respectively by the fittings 55, 56 and 55 ',
56 'The upper end of the rod 51 is integral with a valve
57 cooperating with seat 58 and controlling the propane line 34; the valve is fitted with a closing spring 59.
The lower end of the rod acts with a certain clearance on a valve 60, provided with a closing spring 61 and controls in cooperation with the seat 60 ', the oil pipe 32; this clearance has the effect, as explained above, to allow the fuel oil to be admitted to the burner 31 only after the propane inlet has been opened and thus to avoid incomplete combustion of the fuel oil which would not be sprayed by the propane. For this purpose, the lower end of the rod 51 is drilled so as to receive a shoulder pin 62 integral with the valve 60 and able to slide in the rod 51; the end of the rod 51 thus acts on this shoulder while the valve 60 remains guided by the axis 62 when it is moved away from its seat 63.
The surface of the membrane 47, that subjected to the high pressure of the valve 57, and the return force of the springs 59 and 61 are calculated so that, taking into account the friction of the rod 51, the establishment of the low pressure in the chamber 48 of the valve successively causes the opening of the valves 57 and 60, while the disappearance of the low pressure of this chamber causes the closing of these valves under the action of the springs, the closing of the valve 60 preceding that valve 57 for the purpose stated above.
Thanks to this device, propane-fuel oil burners supplied with gas at high pressure can be regulated and controlled in particular by thermostatic and low pressure safety devices which exist on the market.
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