Brevet FR2004729A1 — publié le 19691128

-1- 2004729 la présente invention se réfère aux brûleurs destinés à la combustion de gaz naturels tels que le méthane ou des produits obtenus par la distillation du charbon et, plus particulièrement, aux brûleurs à gaz produisant un grand nombre de 5 petites flammes, distribuées d'une manière uniforme sur une surface à peu près plane, ces brûleurs convenant plus particulièrement au chauffage de chaudières pour installations de chauffages d'appartements, aux poêles de chauffage, aux chaudières et générateurs d'eau chaude et aux dispositifs de chauffage 10 de l'air, entre autres» la présente invention a plus particulièrement pour objet, un brûlôur perfectionné pour les emplois indiqués, fonctionnant avec régularité et assurant un rendement élevé quelles que soient les conditions variables d'alimentation en com-15 bustible gazeux, en ce qui concerne tant la nature de celui-ci, que la pression sous laquelle le combustible gazeux est fourni au brûleur. La possibilité d'opérer avec régularité sous des pressions aussi différentes, est d'une grande importance et est très demandée, en particulier dans les cas les plus courants 20 où le brûleur est alimenté par le gaz distribué par les réseaux urbains ou par une installation centrale, c'est-à-dire, où la pression chez l'usager peut varier considérablement à la suite de fortes variations dans la demande et la consommation. On sait, par exemple, que }a pression chez les divers usagers est 25 très basse pendant les heures où périodes dites "de pointe" où la demande est plus élevée que celle correspondant à d'autres périodes. On sait aussi que pour parer, au moins en partie, aux inconvénients résultant des variations des conditions d'a-30 limentation, on a proposé et réalisé des brûleurs du type dit "universel". Ces brûleurs sont généralement constitués par plu-soeurs éléments tubulaires aplatis horizontaux en tôle d'acier, dont les zones supérieures sont effilées et amincies et présentent une série d'ajutages d'où sortent des jets de gaz com-35 bustible, formant autant de flammes produites par la combinaison thermo-chimique du gaz combustible avec l'oxygène contenu dans l'air, passant librement entre les éléments aplatis et convergeant vers le haut, de part et d'autre des parcours supérieurs amincis des éléments tubulaires. Ces brûleurs dits 40 universels, sont susceptibles d'assurer la formation réguliè- 69 08328 -2- 2004729 ré .de la flamme dans une zone assez ample de variations de pression. Ils ne peuvent cependant éviter les phénomènes consistant en ce que la flamme se détache de l'ouverture de l'ajutage lorsque la pression dépasse une valeur maxima, surtout lorsque 5 le brûleur est alimenté en un gaz de grande capacité calorifique, tel que le butane et le propane. La flamme se détachant de l'ajutage forme un phénomène notoirement dangereux, correspondant à une instabilité de la flamme, à un mélange irrégulier du combustible avec le support de la combustion, comme cela est 10 bien connu des techniciens. L'invention est basée sur le fait surprenant que de tels phénomènes sont- pratiquement éliminés et que le brûleur peut fonctionner dans des conditions très différentes et' variables de la pression d'alimentation et avec des combustibles très 15 différents, si les ajutages sont disposés non plus le long de la zone supérieure des éléments tubulaires aplatis, mais sur le fond d'une gorge s'ouvrant vers le haut et s'étendant le long de cette zone supérieure. Par conséquent, le brûleur perfectionné conforme à l'invention, est constitué par un nombre d'é-20 léments tubulaires aplatis, parallèles et écartés l'un de l'autre et dont l'intérieur communique avec au moins un conduit d'arrivée du gaz combustible, chacun de ces éléments présentant le long de sa génératrice supérieure une gorge s'ouvrant vers le haut et s'étendant sur toute la longueur de l'élément, tan-25 dis qu'une série de trous ou d'ajutages disposés sur le fond de cette gorge, laissent s1 échapper un nombre égal de jets gazeux traversant ladite gorge, sur toute sa hauteur, avant d'atteindre l'espace extérieur libre. On trouvera ci-après une description détaillée d'un 30 exemple préféré,mais non limitatif d'un brûleur perfectionné conforme à l'invention et représenté avec certaines variantes sur les dessins ci-joints où. î la fig. 1 représente une vue latérale du brûleur. La fig. 2 représente le même brûleur que la fig. 1 35 en coupe suivant son plan de symétrie, désigné par II en fig. 3. La fig. 3 représente le même brûleur vu par-dessus. La fig. 4 est une vue fragmentaire en coupe partielle d'une variante du brûleur précédent. La fig. 5 représente à plus grande échelle un détail 40 du brûleur suivant les figures 1 à 3, et cela partiellement en 69 08328 -3- 2004729 vue et partiellement en coupe dans le plan et dans la direction désignés par V-V sur la fig. 3. Les figs. 6 et 7 représentent, à plus grande échelle, le môme élément en coupe suivant les plans désignés respective-5 ment par VI-YI, VII-VII sur lia fig. 5. La fig. 8 représente les pièces servant à établir une variante de l'élément. La fig. 9 représente le même élément que la fig. 8 après son établissement, ces figures 8 et 9 étant des coupes 10 suivant les plans désignés par "VTII-VIII et IX-IX respectivement sur la fig. 10. La fig. 10 représente un détail de cette dernière variante en vue et en coupe partielles d'une manière analogue à la fig. 5. 15 Dans la forme de réalisation représentée aux figs. 1 à 3 et 5 à 7, le brûleur comprend une série d'éléments tubulaires horizontaux parallèles 20, écartés l'un de l'autre et aplatis dans le sens transversal, ces éléments étant reliés par un collecteur transversal 21 au conduit 22 d'amenée du mé-20 lange constitué par du gaz combustible et une première quantité d'air de combustion ou air primaire. Le mode d'alimentation du brûleur par ce mélange et de formation de ce dernier, généralement au moyen d'un tube Venturi, est bien connu et ne requiert aucune description spéciale. 25 Suivant la caractéristique essentielle de l'inven tion, la zone supérieure de chaque élément 20 est constituée par un prolongement vertical dirigé ver$ le haut et dans lequel est ménagée une gorge ou rainure 23 ouverte vers le haut et dans le fond de chaque gorge est ménagée une série de trous 30 ou d'ajutages 25 d'où le mélange introduit à l'intérieur 24 des éléments individuels sort sous forme de petits jets gazeux. Bien entendu, les sections dcoites des divers passages constitués par le conduit 22, le collecteur 21 et l'inté-35 rieur 24 des divers éléments', doivent être calculées pour assurer une alimentation et un passage à peu près uniformes du mélange à travers les différents ajutages 25. Gomme représenté aux figs. 5» 6 et 7» chaque élément 20 peut comprendre un corps fermé en tôle métallique, de préfé-40 rence en acier inoxydable, convenablement repliée et matricée. 69 08328 -4- 2004729 La gorge 23 peut être formée en repliant la tôle à peu près en forme de "M", le corps en forme de boîte aplatie étant fermé extérieurement et latéralement au moyen d'un agrafage 26 àla base de l'élément. Les éléments sont fixés au collecteur 21 par 5 des brides en saillie 27 et 28 et sont maintenus écartés par des saillies en regard, de manière à assurer la rigidité du brûleur une fois monté. Dans la forme de réalisation représentée aux figs. 4 et 8 à 10, la gorge est formée au moyen d'une pièce indépendante 10 30 (fig. 8), par exemple en acier inoxydable, repliée en forme de "M", que l'on applique ensuite par-dessus les bords supérieurs 31 de la pièce30fermant le reste du corps en forme de boîte de l'élément, cette pièce présentant à peu près la forme d'un TJ, Cette construction est particulièrement avantageuse, étant donné 15 qu'elle élimine l'agrafage inférieur, qui peut donner lieu à un risque de fuites de gaz et que l'on obtient ainsi une plus grande résistance à la partie supérieure de l'élément. En outre, la pièce 30 peut être établie en acier inoxydable de haute qualité, présentant ainsi les meilleures caractéristiques de résistance 20 à la chaleur, tandis que la pièce en U 30 de l'élément aplati 20 " peut être établie en tôle de prix inférieur, offrant de meilleures possibilités de travail et de soudure. Les phénomènes qui permettent au brûleur perfectionné de fonctionner dans des conditions de pression très différentes 25 ne sont pas entièrement expliqués. Il semble que plus la pression du gaz ou du mélange est élevée, et plus les jets montant sur toute la hauteur de la gorge 23 sont étroits et concentrés. Ces jets atteignent ainsi l'air libre à un état de diffusion plus ou moins importante convenant parfaitement à leur combinai-30 son immédiate avec l'air extérieur, de telle sorte que les flammes se forment constamment d'une manière stable à une distance très faille de l'ouverture supérieure de la gorge.23. 69 08328 -5- 2004729 REVENDICATIONS 1.Brûleur à gaz pour le chauffage de chaudières,poêles et appareils du même genre comportant un certain nombre d'éléments horizontaux parallèles voisins et écartés l'un de l'autre et 5 présentant dans leurs zones horizontales supérieures disposées à peu près dans le même plan des ajutages servant à l'émission de jets gazeux, ce brûleur étant caractérisé par le fait que la zone supérieure de chaque élément présente une gorge ou rainure ouverte vers le haut et dans le fond de laquelle sont lo ménagés les ajutages 2 Brûleur suivant la revendication 1 caractérisé par le fait que les éléments du brûleur sont formés chacun par un corps métallique creux aplati dans le sens vertical et dont la partie supérieure est solidaire de deux prolongements dirigés 15 vers le haut et formant entre eux les parois latérales des dites gorges 3 Brûleur suivant la revendication 1 caractérisé par le fait que les éléments sont établis en tôle métallique, en particulier en acier, cette tôle étant matricée et repliée 2o b Brûleur suivant les revendications 1 et 3 , caractérisé par le fait que l'on utilise une tôle à peu près en forme de M pour la formation de la gorge, les parties latérales de la lettre M se prolongeant vers le bas pour former les côtés et le fond du corps de l'élément en forme de boîte 25 5 Brûleur suivant la revendication k caractérisé par le fait que les côtés des éléments sont repliés et réunis au-dessous du corps en forme de boîte pour en former le fond 6 Brûleur suivant la revendication 3 caractérisé par le fait que les éléments sont formés par deux parties dont l'une, 3o repliée à peu près en forme de U forme le fond et les côtés du corps en forme de boîte tandis que la seconcfe partie repliée à peu près en fornte de M vient coiffer les bords supérieurs de la première partie pour former le fond et les parois intérieure et extérieure de la gorge 35 7 Brûleur suivant la revendication 6 caractérisé par le fait que la seconde partie de l'élément en deux parties est constituée par une tôle métallique présentant une résistance élevée à la chaleur et à l'oxydation, par exemple en acier inoxydable/tandis que la première partie est constituée par 69 08328 -6- 2004729 une tôle métallique offrant de meilleures possibilités de matriça-ge et de soudure S Brûleur suivant l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé par le fait que les éléments en forme de boîte présentent sur leurs côtés des ouvertures munies de brides repliées vers l'extérieur pour assurer la fixation, de préférence par soudure, à un collecteur ou à un conduit d'alimentation de tous les éléments du brûleur , servant en même temps de support.