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GENERATEUR D'AIR CHAUD
L'invention concerne un générateur d'air chaud.
Un générateur d'air chaud se présente généralement sous la
forme d'un corps allongé traversé longitudinalement par un conduit
dans lequel circule du gaz à enflammer. Le corps est prolongé d'une
partie brûleur généralement creuse dans laquelle débouche le
conduit. La partie brûleur est munie à son extrémité libre de moyens
de combustion de gaz capables d'enflammer le gaz. Un tel brûleur
est, par exemple, décrit dans le document EP 1 795 803.
De manière plus générale, il peut être utilisé pour la chauffe de
matériaux thermodurcissables, thermoformables, thermorétractables,
matériaux que l'on fait adhérer par la chaleur et analogues.
Par exemple, un tel générateur d'air chaud est avantageusement
utilisé pour la pose ou le marquage de bitume.
Il peut également être utilisé dans le domaine du bâtiment par les
couvreurs pour recouvrir les toits de matériau imperméable
thermodurcissable, lequel se trouve généralement sous la forme de
bandes enroulées.
Le générateur peut encore être utilisé dans le domaine de la
logistique et du transport pour rétracter les films plastiques entourant
les palettes de marchandises.
Le générateur peut aussi être utilisé pour le chauffage de locaux.
Bien que le générateur décrit dans le document EP 1 795 803 soit
d'efficacité satisfaisante, les changements de législations concernant
l'utilisation de tels générateurs à main préconisent l'utilisation de
générateurs d'air chaud à flamme non apparente.
Une solution pour se conformer à la nouvelle législation est de
projeter de l'air comprimé à chauffer vers la flamme alors que celle-ci
est générée à l'intérieur d'un générateur d'air chaud de manière à ce
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qu'elle n'en sorte pas, afin de transférer les calories à l'air comprimé
qui sort du générateur à l'état chaud. Ainsi, la matière à chauffer
n'est pas en contact avec une flamme mais avec de l'air chaud.
Cette solution a l'inconvénient de générer un haut coût d'utilisation
par la consommation importante d'air comprimé.
Un autre inconvénient réside dans la sécurité parce que du gaz
peut être acheminé dans le brûleur alors même qu'il n'y ait plus d'air
comprimé.
Un but de l'invention est donc de proposer un brûleur permettant à
la fois de réduire la consommation d'air comprimé et d'empêcher que
du gaz soit amené dans le générateur sans air.
Un autre but est de proposer un tel générateur d'air chaud
maniable.
Dans cet objectif, l'invention propose un générateur d'air chaud
portable comprenant :
- une poignée comprenant des moyens d'allumage ;
- une tuyère allongée liée à la poignée comprenant une
extrémité de sortie pour l'éjection de l'air chaud ;
- des moyens de génération de flamme à l'intérieur de la tuyère
allongée ;
- un venturi, en amont des moyens de génération de flamme,
formé sur la tuyère allongée ;
- un conduit gaz traversant la poignée et destiné à amener un
gaz combustible dans la tuyère allongée et au niveau des moyens de
génération de flamme ;
- un conduit air traversant la poignée et destiné à amener de
l'air comprimé dans la tuyère allongée et en amont du venturi ;
caractérisé en ce que le générateur comprend en plus un
détendeur asservi contrôlant une pression de gaz dans le conduit
gaz en fonction d'une pression d'air dans le conduit air.
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Un avantage d'un tel générateur d'air chaud est que la sortie de
gaz étant asservie à la sortie d'air, la sécurité du générateur d'air
chaud est augmentée, puisqu'une sortie de gaz est évitée en
l'absence d'une sortie d'air.
D'autres caractéristiques optionnelles et non limitatives sont :
- les moyens de génération de flamme comprennent un tube
placé dans la tuyère, un brûleur et un injecteur de gaz, le tube est
disposé au moins partiellement autour du brûleur et destiné à couper
un flux d'air frais en deux ;
- le tube est un tube rétreint, la section du tube rétreint étant
resserrée au niveau de sa partie la plus proche de l'extrémité de
sortie de la tuyère ;
- l'injecteur de gaz comprend un alésage, ayant le même axe
que la tuyère, pour l'insertion du brûleur, et au moins un orifice par
le(s)quel(s) sort le gaz, cet/ces orifice(s) étant disposé de manière à
ce que le gaz sort tangentiellement au brûleur;
- le brûleur est un brûleur à flamme stabilisée, c'est-à-dire que a
flamme générée reste accrochée au même endroit ;
- le brûleur à flamme stabilisée est soit un brûleur stabilisé par
effet de sillage ou un brûleur Coanda ;
- les moyens d'allumage sont un allumeur piézo-électrique
couplé à un fil électriquement conducteur à son contact et qui s'étend
jusqu'aux moyens de génération de flamme ;
- le détendeur asservi comprend une chambre
d'asservissement en communication de fluide avec le conduit air et
en aval d'une chambre de détente air, une chambre gaz haute
pression, et une chambre de détente gaz en communication de fluide
avec le conduit gaz, caractérisé en ce que la chambre
d'asservissement est séparée de la chambre de détente gaz par un
élément variateur se déplaçant ou se déformant en réponse à une
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différence de pression entre une pression régnant dans la chambre
d'asservissement et une pression régnant dans la chambre de
détente gaz, un premier élément de contrainte s'opposant au
déplacement ou à la déformation de l'élément variateur quand celui-
ci se déplace ou se déforme vers la chambre de détente gaz ;
- l'élément variateur est un disque se déplaçant par translation
en réponse à la différence de pression entre la pression régnant
dans la chambre d'asservissement et la pression régnant dans la
chambre de détente gaz, le disque présentant sur ses bords un joint
torique permettant d'assurer l'étanchéité entre la chambre
d'asservissement et la chambre de détente gaz ;
- l'élément variateur est une membrane se déformant en
réponse à la différence de pression entre la pression régnant dans la
chambre d'asservissement et la pression régnant dans la chambre
de détente gaz, la membrane ayant des bords fixés de manière
étanche sur une paroi des chambres d'asservissement et de détente
gaz ;
- le détendeur asservi comprend en outre un deuxième élément
de contrainte adapté pour créer un offset de pression entre la
pression régnant dans la chambre d'asservissement et la pression
régnant dans la chambre de détente gaz ;
- le deuxième élément de contrainte est un deuxième ressort
prévu dans la chambre d'asservissement et destiné à créer un offset
de manière à ce que la pression de gaz dans le conduit gaz soit
toujours supérieure d'une quantité sensiblement constante à la
pression d'air dans le conduit air ;
- le deuxième ressort possède un point d'appui de hauteur fixe
dans la chambre d'asservissement et est destiné à créer un offset
sensiblement constant ;
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- le deuxième ressort possède un point d'appui de hauteur
variable dans la chambre d'asservissement et est destiné à créer un
offset variable ;
- le deuxième élément de contrainte est un deuxième ressort
5 prévu dans la chambre de détente gaz et destiné à créer un offset de
manière à ce que la pression de gaz dans le conduit gaz soit toujours
inférieure d'une quantité sensiblement constante à la pression d'air
dans le conduit air ; et
- l'injecteur de gaz comprend en outre un espace torique
intérieur en communication de fluide avec le conduit gaz dont le
diamètre interne est supérieur au diamètre de l'alésage, un ou
plusieurs orifices traversant, mettant en communication de fluide
l'espace torique et l'intérieur de la tuyère, sur une surface tournée
vers l'extrémité de sortie de la tuyère, l'alésage, l'espace torique et la
tuyère ayant sensiblement le même axe.
D'autres caractéristiques, buts et avantages apparaîtront à la
lecture de la description qui suit et en référence aux dessins donnés
à titre illustratif et non limitatif, parmi lesquels :
- la figure la est une vue schématique en coupe longitudinale
d'un générateur d'air chaud selon l'invention ;
- la figure lb est une vue schématique en coupe longitudinale
du générateur d'air chaud selon le plan de coupe 1-1 de la figure la.
- les figures 2a, 2b, 2c et 2d sont des vues schématiques de
moyens de régulation d'un ratio débit gaz/débit air utilisé dans le
générateur d'air chaud selon un premier, deuxième, troisième et
quatrième modes de réalisation ; et
- la figure 3 est une vue schématique en coupe longitudinale
d'un injecteur de gaz utilisé dans le générateur d'air chaud selon
l'invention, illustrant un contrôle d'étanchéité du circuit de gaz.
Générateur d'air chaud
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En référence aux figures la et lb, un générateur d'air chaud 1
selon l'invention comprend une poignée 12, liée à une tuyère
allongée 14 et de section généralement circulaire. Ce générateur
d'air chaud 1 est destiné à générer de l'air chaud et à le projeter hors
de la tuyère 14 à l'une de ses extrémités axiales appelée extrémité
de sortie.
Poignée
La poignée 12 comprend un levier d'actionnement 122, un
élément de préhension 124 et une anse 126. L'élément de
préhension 124 est raccordé à la tuyère 14 sensiblement au niveau
de la mi-longueur de la tuyère 14 et de manière sensiblement
perpendiculaire.
Le levier d'actionnement 122 est agencé sur l'élément de
préhension 124 en partie basse, de manière à pouvoir effectuer un
mouvement de pivotement ou de translation limité par rapport à
l'élément de préhension 124 le rapprochant de celui-ci. La partie
basse de l'élément de préhension 124 est comprise comme la partie
la plus éloignée de la tuyère allongée 14. Le levier d'actionnement
122 est enclenché, c'est-à-dire qu'il pivote ou translate, quand un
opérateur y exerce une force dirigée vers l'élément de préhension
124, afin de permettre l'arrivée d'air et de gaz.
Un élément de contrainte permet de ramener le levier
d'actionnement 122 à sa position de départ, c'est-à-dire avant le
pivotement ou la translation induit(e) par la contrainte exercée par
l'opérateur.
Une extrémité de l'anse 126 est reliée à une partie haute de
l'élément de préhension 124 et une autre extrémité de l'anse 126 est
reliée à la partie basse de l'élément de préhension 124. La partie
haute de l'élément de préhension 124 étant la partie située la plus
proche de la tuyère 14. Entre ces deux extrémités, l'anse 126
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s'écarte de l'élément de préhension 124 laissant apparaître ainsi un
osil.
Tuyère allongée
La tuyère allongée 14 possède des extrémités avant et arrière qui
sont libres, l'extrémité avant étant l'extrémité de sortie. Elle possède
également des parties avant 142, centrale 144 et arrière 146. Les
termes avant , centrale et arrière sont déterminés en
fonction de la sortie d'air chaud. La partie avant 142 est la partie la
plus proche de la sortie d'air chaud alors que la partie arrière 146 est
la partie la plus éloignée de la sortie d'air chaud.
Au niveau de la partie arrière 146, la tuyère présente une section
droite qui varie entre au moins deux valeurs d'aire différentes, la plus
grande étant celle située la plus proche de l'extrémité arrière de la
tuyère 14 formant un venturi 4 entre l'extrémité arrière et la partie
centrale 144 utilisé pour accélérer l'air frais non comprimé entrant
par l'extrémité arrière de la tuyère 14.
Par exemple, La section droite de la tuyère allongée 14 se réduit
progressivement pour augmenter ensuite.
Le venturi permet de diminuer la consommation d'air comprimé
par rapport à un générateur d'air chaud n'en disposant pas et
n'utilisant que de l'air comprimé pour générer cet air chaud.
Sur l'extrémité arrière de la tuyère allongée 14, peut s'adapter une
protection contre le vent 71. Par exemple, cette protection peut être
un cache perforé venant se refermer sur l'extrémité arrière par
clipsage, serrage ou vissage.
Sur l'extrémité avant de la tuyère allongée 14, peut s'adapter un
adaptateur de forme 72 par clipsage, serrage ou vissage. Cet
adaptateur permet de moduler l'extrémité selon l'usage qui en est fait
du générateur d'air chaud 1.
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Au niveau de la partie centrale 144, sont agencés à l'intérieur de
la tuyère 14 des moyens de génération de flamme 6 qui seront
détaillés plus en avant par la suite.
Alimentation en gaz et en air
Afin d'amener du gaz pour alimenter la flamme et de l'air pour
générer l'air chaud et permettre la combustion du gaz, deux conduits
gaz 162 et air 164 sont prévus. Ces conduits entrent par la partie
basse de l'élément de préhension 124, et s'étendent à travers cet
élément 124 pour aboutir dans la tuyère 14.
Le conduit gaz 162 s'étend vers l'avant de la tuyère 14 jusqu'au
niveau de sa partie centrale 144. Il est relié à une source de gaz. La
source de gaz peut être, par exemple, une bombonne de gaz
comprimé, un compresseur. Le conduit gaz 162 débouche dans un
injecteur de gaz 68. Cet injecteur de gaz 68 est positionné
sensiblement au centre d'une section de la tuyère 14 et orienté
parallèlement à l'axe moyen central de celle-ci, vers l'avant.
Le conduit air 164 s'étend vers l'arrière de la tuyère 14, au-delà du
venturi 4 avant de former un coude afin que son embout soit
positionné sensiblement au centre d'une section de la tuyère 14 et
orienté parallèlement à l'axe moyen central de celle-ci, vers l'avant. Il
est relié à une source d'air comprimé, par exemple une bombonne
d'air comprimé. L'air comprimé sort de l'embout à travers un injecteur
d'air.
Détendeur asservi
L'alimentation du conduit gaz 162 est asservie par la pression
régnant dans le conduit d'air 164 comprimé via un détendeur asservi
2.
En référence aux figures 2a, 2b, 2c et 2d sont décrits ci-après
plusieurs modes de réalisation du détendeur asservi 2.
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Le détendeur asservi 2 illustré sur la figure 2a comprend une
partie amont chambre d'asservissement 20. La partie amont
chambre d'asservissement 20 peut être réalisée de plusieurs
manières différentes et connues de l'homme du métier. Elle ne sera
donc pas décrite en détail par la suite. Elle comprend, entre autre,
une chambre air haute pression 211, une chambre de détente air
212 et des moyens de réglage 213. La chambre amont chambre
d'asservissement 20 délivre à sa sortie de l'air comprimé à une
pression réduite par rapport à la pression d'air entrant. La pression
réduite de l'air est variable grâce aux moyens de réglage 213.
Le détendeur asservi 2 comprend en plus une chambre
d'asservissement 23 en aval de la chambre de détente air 212, une
chambre gaz haute pression 221 et une chambre de détente gaz 222.
La chambre d'asservissement 23 est séparée de la chambre de
détente gaz 222 par un élément variateur 24 qui permet de faire
varier la pression de détente du gaz dans la chambre de détente gaz
222 en fonction de la pression de détente de l'air dans la chambre
d'asservissement 23.
Cet élément variateur 24 peut être un disque qui se déplace par
translation en réponse à une différence de pression entre les
pressions de détente de l'air et du gaz. Le disque présente sur ses
bords un joint torique permettant d'assurer l'étanchéité entre la
chambre d'asservissement 23 et la chambre de détente gaz 222.
Une membrane dont les bords sont fixés à la paroi des chambres
d'asservissement 23 et de détente gaz 222 de manière étanche, peut
également être utilisée. Cette membrane se déforme en fonction de
la différence de- pression entre les pressions de détente de l'air et du
gaz.
La chambre de détente gaz 222 est séparée de la chambre gaz
haute pression 221 par une paroi de séparation 26.
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La paroi de séparation 26 comprend un orifice 26. Un clapet 25
en forme de H est positionné entre la chambre de détente gaz 222 et
la chambre gaz haute pression 221 à travers l'orifice 26'. Une
première hampe du clapet 25 en forme de H est positionnée juste
5 sous l'élément variateur 24.
En variante, la première hampe du clapet 25 est directement liée
à l'élément variateur 24. En variante encore, l'élément variateur 24
constitue la première hampe du clapet 25.
Un élément de contrainte 271 agit sur l'autre hampe du clapet 25
10 en forme de H pour s'opposer à un déplacement ou à une
déformation de l'élément variateur de la chambre d'asservissement
23 vers la chambre de détente gaz 222.
L'élément de contrainte 271 peut être un ressort fixé à une paroi
de la chambre gaz haute pression 221 opposée à la paroi de
séparation 26 en face de l'orifice 26'.
La taille de l'orifice 26' est inférieure à la taille des hampes du
clapet 25. Les hampes du clapet 25 peuvent avoir des dimensions
différentes.
La chambre air haute pression 221 est munie d'une entrée de gaz
et la chambre de détente gaz 26 est munie d'une sortie de gaz.
Lorsque de l'air entre via la partie amont chambre
d'asservissement 20 dans la chambre d'asservissement 23 à une
pression Pd.a (qui est sensiblement la même que la pression dans la
chambre de détente air 212 et dans le conduit air 164) inférieure à la
pression Pd.g régnant dans la chambre de détente gaz 222 (qui est
sensiblement la même que celle du conduite gaz 162) (Pd.a < Pd.g),
l'élément variateur 24 se déplace ou se déforme dans le sens
chambre de détente gaz 222 vers chambre d'asservissement 23. Le
clapet 25 est alors contraint par l'élément de contrainte 271 à venir
au contact de l'élément variateur 24, et se déplace vers la paroi de
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séparation 26 au plus jusqu'à ce que son autre hampe vienne en
butée contre cette paroi de séparation 26 du côté de la chambre gaz
haute pression 221. L'arrivée de gaz dans la chambre de détente
gaz 222 est alors diminuée voire coupée si le clapet ferme l'orifice
26' de la paroi de séparation 26, et la pression Pd.g diminue dans la
chambre de détente gaz 222.
Lorsque la pression Pd.a régnant dans la chambre
d'asservissement 25 (qui est sensiblement égale à celle qui règne
dans la chambre de détente air 212 et dans le conduit air 164) est
supérieure à la pression Pd.g dans la chambre de détente gaz 222
(qui est sensiblement la même que celle du conduit gaz 162),
l'élément variateur 24 se déplace ou se déforme dans un sens
chambre d'asservissement 23 vers chambre de détente gaz 222.
L'élément variateur 24 exerce alors une contrainte sur le clapet 25
qui agit sur l'élément de contrainte 271 en s'opposant à la force de
rappel de l'élément de contrainte 271. Le clapet 25 se déplace alors
hors de la paroi de séparation 26. S'il était placé contre celle-ci, il
n'est donc plus en butée contre la paroi de séparation 26 du côté de
la chambre gaz haute pression 221 et libère alors l'orifice 26'. Le flux
de gaz entrant dans la chambre de détente gaz 222 augmente, ce
qui augmente la pression Pd.9 qui y règne et le gaz s'échappe par la
sortie dans le conduit gaz 162.
La position de l'élément variateur 24 dépend des pressions Pd.a,
Pd.g de part et d'autre de l'élément variateur 24. De même, la position
du clapet 25 dépend des pressions Pd.a, Pd.g de part et d'autre de
l'élément variateur 24.
Ce premier mode de réalisation du détendeur asservi permet
d'obtenir une pression de gaz dans le conduit gaz 162 sensiblement
égale à la pression d'air comprimé dans le conduit air 164 (Pd.9
Pd.a).
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Dans un deuxième mode de réalisation du détendeur asservi 2
illustré sur la figure 2b, un offset est ajouté. C'est-à-dire que la
pression de gaz Pd.g dans le conduit gaz est toujours supérieure
d'une quantité, sensiblement constante, à la pression d'air comprimé
Pd.a dans le conduit air (Pd.9 ~ Pd.a + AP).
Dans ce deuxième mode de réalisation, un deuxième élément de
contrainte 272 agit sur l'élément variateur 24 pour créer un offset
positif constant AP par rapport à la pression Pd.a régnant dans la
chambre d'asservissement 23
Par exemple, dans le cas où le deuxième élément de contrainte
272 est un ressort, il est positionné dans la chambre
d'asservissement 23 de manière à prendre appui sur l'élément
variateur 24 et une paroi de la chambre d'asservissement opposée à
l'élément variateur 24. Le ressort exerce une contrainte sur l'élément
variateur 24 de sorte à le forcer vers la chambre de détente gaz 222.
Le reste du détendeur asservi 1 est identique au premier mode de
réalisation du détendeur asservi 1.
Dans un troisième mode de réalisation, illustré sur la figure 2c, le
deuxième élément de contrainte 272 agit toujours sur l'élément
variateur 24 de façon à créer un offset positif A&P par rapport à la
pression Pd.a régnant dans la chambre d'asservissement 23.
Cependant, dans ce mode de réalisation, cet offset positif AP est
réglable grâce à des moyens de réglage 274.
Par exemple, dans le cas où le deuxième élément de contrainte
272 est un ressort, celui-ci prend appui sur l'élément variateur 24, au
niveau de l'une de ses extrémités. Au niveau de l'autre de ses
extrémités, le ressort prend appui sur un plateau 274 muni d'une tige
en son centre et s'étendant du côté opposé au ressort. La tige peut
se déplacer en un mouvement de va-et-vient parallèlement au
ressort par coulissement ou vissage. Au niveau de la paroi de la
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chambre d'asservissement 25 opposée à l'élément variateur 24, est
prévu les moyens de réglage du plateau 274 permettant de régler la
hauteur z de ce plateau via sa tige. Plus le plateau 274 est proche de
l'élément variateur 24 et plus l'offset est grand. Plus le plateau 274
est éloigné de l'élément variateur 24, plus l'offset est petit. Le ressort
exerce une contrainte sur l'élément variateur 24 de sorte à le forcer
vers la chambre de détente gaz 222. L'offset est alors dépendant de
la hauteur z du plateau. La pression de gaz dans la chambre de
détente gaz 222 vaut : Pd.g. = Pd.a + ,&P(z)=
Dans un quatrième mode de réalisation, un offset négatif peut être
créé. Ce mode de réalisation est illustré sur la figure 2d.
La conception générale de ce mode de réalisation est identique
au premier mode de réalisation, à l'exception d'un ajout d'un
deuxième élément de contrainte 272 agissant sur l'élément variateur
24 permet d'obtenir l'offset négatif -AP par rapport à la pression Pa.a
régnant dans la chambre d'asservissement 23.
Dans le cas où le deuxième élément de contrainte 272 est un
ressort, celui-ci repose au niveau d'une de ses extrémités sur la
première hampe du clapet 25 et, au niveau de l'autre de ses
extrémités, sur la paroi de séparation 26 du côté de la chambre de
détente gaz 222. Le deuxième ressort exerce une contrainte sur
l'élément variateur 24 de sorte à le forcer vers la chambre
d'asservissement 23. La pression régnant dans la chambre de
détente gaz Pd.g vaut sensiblement Pd.a - AP.
Dans ces quatre mode de réalisation du détendeur asservi 2,
l'alimentation en gaz est asservie sur l'alimentation en air comprimé,
ce qui augmente la sécurité du générateur d'air chaud 1, puisqu'une
alimentation en gaz sans apport d'air est évitée.
Le clapet 25 peut être conçu différemment de la description ci-
dessus et peut présenter une forme différente de manière à pouvoir
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ouvrir ou fermer l'orifice 26' de la paroi de séparation 26 en fonction
des mouvements ou déformations de l'élément variateur 24.
De manière générale, le détendeur asservi 2 peut être utilisé pour
des applications autre qu'un générateur à air chaud. Il peut être
utilisé dans toutes les applications nécessitant un asservissement
d'un fluide sur au autre.
Moyens d'allumage
Des moyens d'allumage 128, par exemple un allumeur piézo-
électrique, sont positionnés dans l'élément de préhension 124 en
contact avec le levier d'actionnement 122. Un allumeur piézo-
électrique 128 est connu, par exemple dans le document EP
1 795 803 et ne sera pas décrit plus en détail par la suite. Un fil 8
électriquement conducteur, en contact avec l'allumeur piézo-
électrique, se prolonge jusqu'aux moyens de génération de flamme 6.
Moyens de génération de flamme
Les moyens de génération de flamme 6, à l'intérieur de la tuyère
14, comprennent un tube rétreint 62, un brûleur 64 et un injecteur de
gaz 68 formant également montant de support pour le brûleur 64.
Le tube rétreint 62, possédant des extrémités avant et arrière, a
une forme de cylindre droit à base généralement circulaire. La
section droite du tube rétreint 62 est inférieure à la section droite de
la tuyère 14. La section droite du tube rétreint 62 au niveau de
l'extrémité avant se ressert légèrement. Ce resserrement 621 du
tube rétreint 62 permet de contenir la flamme générée à l'intérieur de
celui-ci, ou au voisinage de ce resserrement 621. La distance entre
le resserrement 621 et l'extrémité de sortie de la tuyère 14 est
comprise entre 2 et 8 fois le diamètre de la tuyère 14.
En variante, le tube 62 n'est pas rétreint, c'est-à-dire qu'il ne
comprend pas de resserrement 621 au niveau de son extrémité
avant. Dans cette variante, la flamme n'est pas contenue à l'intérieur
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du tube rétreint 62 et s'étend plus en avant vers l'extrémité de sortie
de la tuyère 14.
Le tube rétreint 62 présente un même axe de révolution que la
tuyère 14.
5 Le brûleur 64 est maintenu par l'injecteur de gaz 68 relativement
dans l'axe de la tuyère 14. Il possède une partie arrière cylindrique
641 et une partie avant 642 en forme de cône divergeant vers la
partie avant. La partie arrière 641 est liée à l'injecteur 68 en
s'insérant dans un alésage 682 prévu dans celui-ci, et se prolonge
10 jusqu'au voisinage du tube rétreint 62. Le gaz est éjecté de l'injecté
de gaz 68 par des orifices traversant 683 mettant en communication
de fluide l'espace autour de la partie arrière 641 du brûleur 64 et le
conduit gaz 162. Ces orifices 683 sont positionnés de manière à ce
que le gaz soit éjecté de manière tangentielle à la partie arrière 841
15 cylindrique du brûleur 64.
Le centre du brûleur 64 est traversé par un alésage 643
longitudinal laissant passer le fil 8 électriquement conducteur en
contact avec l'allumeur piézo-électrique 128. Le gaz passe, quant à
lui, autour du brûleur 64 vers l'intérieur du tube rétreint 62.
La forme du brûleur 64 permet de mélanger l'air et le gaz. En effet,
à la sortie de l'injecteur de, gaz 68, le gaz se déplace
tangentiellement à la partie arrière 641 du brûleur 64 et a tendance à
s'accrocher à la paroi de celle-ci en entraînant par aspiration de l'air
présent dans les parties environnantes. Ce mélange d'air et de gaz
est également accéléré par le rétrécissement 621 de la section droite
vers l'avant de la tuyère 14.
Au niveau de la partie la plus large du cône formant le brûleur 64,
existe une partie cylindrique 644. La différence de section entre la
section comprise entre le tube rétreint 62 et la partie cylindrique 644
du brûleur 64 au niveau de la partie la plus large du cône et la
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section interne du tube rétreint 62 juste après l'extrémité avant du
brûleur 64 provoque un écoulement turbulent du mélange d'air et de
gaz ce qui permet un mélange plus homogène d'air et de gaz.
A l'extrémité de la partie en forme de cône 642 est prévu un
évidement central servant de puits à gaz 66. Le puits à gaz 66 reçoit
par son fond le fil 8 électriquement conducteur en contact avec
l'allumeur piézo-électrique 128. Le fil 8 est isolé électriquement du
puits à gaz 66. La différence de potentiel entre les parois du puits 66
et le fil 8 créée par l'allumeur piézo-électrique 128 provoque une
étincelle qui embrase le mélange gaz/air contenu dans le puits et
dans le tube rétreint 62. La flamme générée s'accroche alors à la
surface avant du brûleur et au puits. Le mélange d'air et de gaz dans
le puits à gaz 66 est renouvelé grâce à l'écoulement turbulent du
mélange.
Le tube rétreint 62 sert de séparation afin d'obtenir un mélange
aux bonnes proportions en gaz et air à l'intérieur du tube rétreint 62
et du puits à gaz 66.
Une section SI délimitée entre la tuyère allongée 14 et le tube
rétreint 62 et une section S2 délimitée entre le tube rétreint 62 et le
brûleur 64 permettent de jouer sur le mélange et la température à
l'intérieur de la tuyère 14.
De manière générale, le brûleur 64 est un brûleur à flamme
stabilisée résistant au courant d'air, c'est-à-dire que la flamme reste
accrocher au même endroit, par exemple un brûleur stabilisé par
effet de sillage ou brûleur Coanda tel que décrit dans la demande de
brevet déposé sous le numéro de dépôt européen 08290820.3 ou
PCT 07/06419.
La présence du tube rétreint 62 a plusieurs avantages. Elle
permet, entre autre, d'éviter une surchauffe de la tuyère allongée 14,
et de séparer le flux d'air en deux afin de garantir une combustion
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propre (c'est-à-dire avec une bonne proportion de gaz et d'air pour
que la combustion du gaz soit totale). En effet, le fait qu'une partie du
flux d'air n'est pas chauffée permet de refroidir la tuyère allongée 14.
Ceci garantit également un apport d'air frais pour une meilleure
combustion et pour contenir la flamme à l'intérieur du tube rétreint 62
et au voisinage du tube rétreint 62. Cet air frais est chauffé au
voisinage du resserrement 621 du tube rétreint 62 et est projeté hors
de l'extrémité de sortie de la tuyère 14.
Fonctionnement
Le générateur d'air chaud 1 selon l'invention est mis en
fonctionnement par l'opérateur lorsque celui-ci, tenant la poignée 12,
exerce. une pression sur le levier d'actionnement 122. Cette pression
contraint le levier d'actionnement 122 à pivoter autour de la partie
basse de l'élément de préhension 124 ou à se déplacer en
translation vers l'élément de préhension 124.
Le déplacement du levier d'actionnement 122 entraîne l'ouverture
de vannes dans les conduits gaz 162 et air 164 laissant passer ainsi
l'air comprimé et le gaz.
L'air comprimé passe alors dans le conduit air 164 avant d'être
injecté par l'injecteur d'air en amont du venturi 4. L'injection d'air
comprimé à travers le venturi 4 entraîne une aspiration d'air ambiant
qui entre par l'extrémité arrière du générateur d'air chaud 1. L'air
ambiant se mélange alors à l'air comprimé au niveau du venturi 4 et
avant qu'une première fraction ne passe à travers les moyens de
génération de flamme 6. L'autre fraction passe alors à travers le
passage défini entre le tube rétreint 62 et la tuyère allongée 14.
Le gaz passe dans le conduit gaz 162 avant d'être injecté par
l'injecteur de gaz 68 autour du brûleur 64. Le gaz entre dans le tube
rétreint 62 avec la première fraction du mélange d'air ambiant/air
comprimé.
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Le puits 66 se remplit de gaz et du mélange d'air ambiant/air
comprimé.
Le déplacement du levier d'actionnement 122 occasionne une
contrainte sur l'allumeur piézo-électrique 128 comme décrit dans le
document EP 1 795 803 ce qui entraîne la création d'une étincelle
dans le puits 66 par le fil 8 isolé électriquement du puits à gaz 66,
embrasant le mélange gaz/air ambiant/air comprimé.
Une flamme se produit alors dans le tube rétreint 62 et se propage
jusqu'au voisinage de son resserrement 621.
La flamme chauffe alors l'autre fraction du mélange air ambiant/air
comprimé qui est passée par le passage défini entre le tube rétreint
62 et la tuyère allongée 14.
Le mélange air ambiant/air comprimé chauffé traverse alors la
partie avant 142 de la tuyère allongée 14 jusqu'à l'extrémité de sortie
de la tuyère 14. Ce mélange d'air ambiant/air comprimé peut alors
être utilisé pour chauffer de la matière.
La température d'air en sorti du générateur d'air chaud est
comprise entre 300 C et 1 000 C.
Contrôle de l'étanchéité du circuit de gaz
La conception du générateur d'air chaud 1 tel qu'il est prévu par
l'invention facilite le contrôle de l'étanchéité du circuit de gaz.
En effet, l'injecteur de gaz 68 comprend un espace torique
intérieur 681 en communication de fluide avec le conduit gaz 162. Il
possède également un alésage 682 pour accueillir le brûleur 64. Le
diamètre de l'alésage 682 est inférieur au diamètre interne de
l'espace torique 681. L'alésage 682 et l'espace torique 681 ont le
même axe de révolution que la tuyère 14 et le tube rétreint 62.
Sur une surface avant, tournée vers l'avant de la tuyère 14, de
l'injecteur de gaz 68, est prévu un ou plusieurs orifices 683
traversant entre l'extérieur et l'espace torique intérieur 681 de
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l'injecteur 68. C'est par cet/ces orifice(s) 683 que sort le gaz. Par
exemple, l'injecteur de gaz comprend plusieurs orifices 683. Par
exemple encore, les orifices 683 sont au nombre de quatre pouvant
être régulièrement espacés ou non, autour de l'alésage 682.
Pour un contrôle d'étanchéité, une broche 91 est utilisée. La
broche 91 est un élément allongé de révolution, formé d'au moins de
deux cylindres 911, 912 de sections différentes. Ces deux cylindres
911, 912 peuvent être rapportés l'un sur l'autre ou réalisés en une
seule pièce. Au niveau de l'interface entre les deux cylindres 911,
912 de sections différentes, une surface d'appui 91s est présente sur
le cylindre 911 de plus grande section.
Lors d'un contrôle d'étanchéité du circuit de gaz, le brûleur 64 est
retiré de l'injecteur de gaz 68. La broche 91 est insérée à la place du
brûleur 64 par sa partie de plus petite section 912. Entre la surface
d'appui 91s et la surface avant de l'injecteur de gaz 68 sont placés
une pièce de friction 92 et un joint torique 93 de façon à ce que la
pièce de friction 92 soit au contact de la surface d'appui 91s d'un
côté et du joint torique 93 de l'autre. Le joint torique 93 est au contact
de la surface avant de l'injecteur de gaz 68 de façon à ce qu'il
bouche, de manière étanche, le ou les orifices 683 présents sur cette
surface avant 68s quand la broche 91 est forcée vers l'injecteur de
gaz 68.
La pièce de friction 92 permet d'éviter que le joint torique 93 ne
tourne alors qu'il est en contact avec la surface avant 68s de
l'injecteur de gaz 68 tout en permettant à l'opérateur de tourner la
broche 91 lors de son insertion dans l'injecteur de gaz 68. En effet,
puisque la surface avant de l'injecteur de gaz 68 présente des
orifices 683 que le joint torique 93 recouvre, celui-ci peut être
détérioré par frottement s'il tourne tout en étant forcé vers la surface
avant 68s de l'injecteur de gaz 98.
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Le contrôle de l'étanchéité est alors effectué sur l'injecteur de gaz
68 alors qu'il est dans sa configuration finale. Du gaz est injecté dans
le circuit de gaz, pour vérifier qu'il n'y ait pas de fuite.
Après le contrôle, il suffira à l'opérateur d'enlever la broche 91, la
5 pièce de friction 92 et le joint torique 93 et d'insérer dans l'injecteur
de gaz 68 le brûleur 64.
