Brevet FR2002116A1 — publié le 19691003

La présente invention entre dans le secteur des brûleurs (F 23 d) et se rapporte plus -particulièrement A des brûleurs destinés à être employés avec un combustible gazeux. L'invention a pour objet un appareil brûleur caractérisé en ce qu'il comprend une conduite d'alimentation en air ou oxygène, un bec à combustible au voisinage d'une extrémité de ladite conduite d'alimentation pour l'admission du combustible, transversalement au courant d'oxygène débité par ladite conduite et un organe pour former une barrière à l'oxygène, disposé à l'intérieur de ladite conduite d'alimentation vers sa dite extrémité, ledit bec présentant une multiplicité d'orifices d'échappement du combustible dont certains au moins sont pourvus chacun d'un tube dirigé -- térieurement, la disposition globale étant telle que le combustible alimentant ledit bec est admis dans ledit courant d'oxygène à partir des extrémités extérieures des dits tubes, l'organe formant barrière dans ladite conduite servant & créer une turbulence dans ledit courant d'air ou d'oxygène quand il dépasse le bec, pour effectuer le mélange de l'air ou de l'oxygène avec le combustible avant la combustion. La conduite d'alimentation en air ou oxygène (on dira par la suite "oxygène") peut comprendre un tube et le bec A combustible peut être disposé & l'extrémité d'une conduite d'alimentation en combustible qui peut être logée à l'intérieur de la conduite d'alimentation en oxygène. L'organe formant barrière peut être prévu dans la conduite d'alimentation d'oxygène, adjacent au bec d combustible, pour fournir une barrière de pression engendrant de la turbulence dans le courant d'air ou d'oxygène quand il dépasse le bec.La barrière de pression peut comprendre une multiplicité d'aux bes, orientées radialement, disposées juste à l'arrière des orifices d'échappement, (ceci étant vu par rapport à l'extrémité avant du brûleur) à la sortie desquels se produit la combustion et disposées circonférentiellement autour de l'axe du bec àocombustible, le plan de chacune des aubes étant incliné d'un certain angle par rapport à un plan sensiblement perpendiculaire au dit courant d' oxygène. Le nombre d'aubes correspond de préférence au nombre de tubes du bec, dirigés vers l'extérieur. Ces tubes sont disposés de préférence radialement par rapport à l'aie du bec lui-même. La présente invention inclut également des moyens de commande de la flannne, déplaçables entre une première et une deuxième position par rapport au dit bec et/ou à ladite conduite , la dis position étant telle qu'en fonctionnement, le mouvement progressif des dits moyens de commande de la flamme d'une première position à une deuxième engendre une modification progressive de la forme et de la grgldeur de la flamme Les moyens de corsnande de la flamme peuvent comprendre un manchon monté à coulissement à l'extrémité du tube d'alimentation d'oxygène et déplaçable axialement entre une première position rétractée et une deuxième position allongée, de sorte que le manchon étant dans la position rétractée on obtient une flamme en forme de boule et le manchon étant dans la position allongée on obtient une longue flamme. Dans un mode de réalisation préféré de la présente invention les moyens de commande de la flamme comprennent un manchon monté avec coulissement à l'extrémité de la conduite d'alimentation d'oxygène et déplaçable axialement entre une première position rétractée et une deuxième position allongée, en combinaison avec une mul- tiplicité d'aubes dirigées radialement et disposées circonférentiellement autour du bec à combustible, le plan de chacune des dites aubes étant incliné d'un certain angle par rapport au plan sensiblement perpendiculaire au dit courant d'air ou d'oxygène, chacune des dites aubes pouvant tourner autour d'un aie entre une pre- mière position et une seconde position. Le bec du brûleur conforme å la présente invention comprend de préférence un corps tubulaire apte à se raccorder aux moyens d'alimentation en combustible, ce corps étant ouvert à une extrémité et étant muni à l'extrémité ouverte, ou au voisinage, d'une multiplicité d'orifices dont chacun est pourvu, dans la surface extérieure du corps tumulaire du bec lui-même, d'un tube dirigé sensiblement radialement, de sorte que le combustible passant dans le bec s'échappe des dits orifices et arrive, depuis l'extrémité du tube, en un point écarté extérieurement par rapport à la surface extérieure du corps tubulaire du bec.L'extrémité ouverte du bec loge un élément de réglage disposé dans ledit tube et capable d'exécuter un mouvement axial à son intérieur, de façon à obstruer partiellement les dits orifices pour conmanaer le débit du bec. bans un mode de réalisation plus particulier de l'invention on prévoit un bec ae brûleur à gaz qui comprend une pièce à corps tubulaire aaaptée à se raccorder à une alimentation de gaz, cette pie- ce étant ouverte à une extrémité et étant pourvue à l'extrémité ouverte,- ou au voisinage, dtune multiplicité d'orifices dont chacun reçoit une extrémité dufltube disposé radialement, de sorte que le combustible entrant dans ledit bec s'échappe de l'extrémité extérieure de chaque tube en un point écarté extérieurement de la surface extérieure cylindrique du corps du bec, des moyens au voisinage du dit bec pour diriger un courant d'air sur la sortie du tube et des moyens pour commander la distribution des courants d'air dépassant les dits orifices, la disposition étant telle que la forme et configuration de la flamme obtenue par allumage du gaz s'échappant du dit bec peuvent être modifiées en réglant les moyens de commande de la distribution des courants d'air dépassant lesdits orifices. L'invention sera mieux expliquée et comprise en se reportant, & titre d'exemple non limitatif, à la description ci-après, avec référence au dessin qui montre - i la Fig. 1, une vue latérale, partiellement en coupe, d'un brûleur selon l'invention ; - i la Fig. 2, une variante de réalisation, pour un détail de la Fig. 1 - i la Fig. 3, une vue en bout correspondant i la Fig. 1. Le brûleur de gaz comprend un tube cylindrique allongé 10 relié i une source de gaz et pourvu, sur la surface érne ;de son extrémité avant, d'un filetage 11. Le bec 12 du brûleur comprend un manchon cylindrique 13 fileté intérieurement à son extrémité ar- rière pour s'adapter sur la portion d'extrémité avant filetée 11 du tube d'alimentation de gaz 10 mentionnée ci-dessus. La surface externe de la portion avant du manchon présente un décrochement en 14 de façon & comprendre une partie 18 de plus grand diamètre, velus son extrémité avant 15, le diamètre interne du manchon restant seri siblement constant sur sa longueur.Le manchon 13 est pourvu, vers son extrémité avant ouverte 15, de deux séries d'orifices d'échappement réparties sur la circonférence, en nanneaux" 16 et 17. L'anneau arrière 16 comprend une multiplicité de petits orifices situés vers l'arrière de la partie de manchon à plus grand diamètre et 1' anneau d'orifices avant 17 est situé vers l'extrémité avant 15 de ladite partie de manchon ; cet anneau 17 comprend ici huit orifices dont l'axe, pour chacun, est radial vis-à-vis de l'axe du manchon 13 constituant le bec. Chacun des orifices de l'anneau 17 est fileté intérieurement et loge un tube 19, disposé radialement et fileté sur sa surface extérieure vers l'extrémité intérieure, ladite ex trémité intérieure filetée engrenant dans les filets correspondants de la surface intérieure de l'orifice. Les tubes 19, lorsqu'ils sont vissés dans leurs orifices correspondants1 font saillie radialement à partir de la partie 18, & diamètre plus grand, du bec 12 et se terminent à une certaine distance à l'extérieur de la surface cylindrique de ladite partie 18. L'extrémité avant 15 du manchon 13 formant le bec 12 est également filetée et elle est fermée par un disque circulaire 20 qui est fileté à son bord circonférentiel et adapté & engrener avec le filetage de la surface intérieure du manchon. A sa surface extérieure avant, le disque 20 est pourvu d'une fente diamétrale 21 permettant à un outil d'actionnement présentant une prête adaptée & entrer dans ladite fente, par exemple un turne-vis, de s'y engager pour permettre de faire tourner le disque 20 par rapport au manchon, en permettant ainsi le déplacement axial du disque 20 par rapport au manchon, le disque étant pourvu, à un de ses bords, d' une fente passant dans l'intérieur du corps du disque de façon à passeur dans une petite partie de segment définie par le bord cfr- conférentiel du disque et une corde distante de son diamètre. Le disque 20 est également pourvu, vers la périphérie et P, long d'un rayon qui coupe sensiblement ladite corde, d'un perçage passant, au travers du disque et de la fente à son intérieur, de l'extrémité avant & l'extrémité arrière, de sorte que le disque.é- tant placé dans l'extrémité ouverte du manchon, le perçage passe au travers d'un élément avant défini par la fente, la périphérie du disque et la surface avant du disque et d'un élément arrière défini par la fente, la périphérie du disque et la surface arrière du disque. Un perçage dans l'élément arrière du disque est pourvu d'un filetage adapté & recevoir la tige filetée d'une vis de réglage 22 et le perçage dans lçélément avant du disque est évidé pour rooevoir la tête de ladite vis de réglage, la disposition étant telle que le disque étant placé dans l'extrémité avant du manchon formant le bec, la rotation de la vis de réglage pour tirer l'élément avait du disque vers ltélément arrière entratne le serrage des éléments avant et arrière du disque 20 sur un filet de la surface intérieure du manchon en bloquant le disque par rapport au manchon. En desserrant la vis de réglage 22, le disque 20 est suscepti- ble de prendre un mouvement de rotation-translation par rapport au manchon 13 en vertu de l'engrènement des filets de la périphérie du disque 20 avec les filets de la surface intérieure du manchon, de sorte que la rotation du disque 20 produit un mouvement de trasi- lation axial du disque 20 à l'intérieur du manchon 13 dans la direction avant-arrière. L'extrémité arrière de la partie de plus grand diamètre ou "dilatée" du manchon présente une multiplicité d'aubes ou ailettes trapézoldales 30, disposées circonférentiellement et orientées radialement, adjacentes au manchon, le nombre des aubes correspondant au nombre (huit dans ce mode de réalisation) des tubes 19 disposés radialement et portés par le manchon 13. Le plan de chacune des dites aubes 30 est incliné et fait un certain angle avec le plan contenant l'un des anneaux d'orifices d'échappement 16 ou 17, toutes les aubes 30 étant dirigées dans le même sens, ctest- > -dire sinistrorsum ou dextrorsum, autour du bec.Chacune des aubes comprend un bord latéral 31, un bord supérieur 32, transverse par rap port aux dits bords latéraux, qui.descend du bord extérieur 31 à un anneau support intérieur 34 et un bord inférieur 33 qui est sen siblement perpendiculaire au bord latéral 31 de l'aube. Chaque aube 30 est supportée à sa partie intérieure par un anneau support d'aubes 34 définissant un collet autour du bord arrière 14 de la partie dilatée 18 du manchon 13 constituant le bec. Dans un mode de réalisation, l'anneau support des aubes peut être soutenu à son bord intérieur par quatre bras supports d'aubes disposés syaétriquement autour du tube d'alimentation en gaz, chacun des dits bras supports d'aubes étant dirigés vers l'arrière, sensiblement parallèlement à l'axe du tube d'alimentation de gaz et incurvé radialement vers l'intérieur à son extrémité arrière. Le tube d'alimentation de gaz porte, écarté vers l'arrière du dit bec de brûleur, un manchon support présentant quatre perçages disposés radialement, adaptés à recevoir les parties, dirigées intérieurement, des bras supports d'aubes. Le manchon support est fixé au tube d'alimentation de gaz et maintient par suite l'anneau support des aubes et les aubes qui lui sont attachées, dans une relation constante vis-à-vis du dit bec de brûleur. Le bec 12 et le tube d'alimentation de gaz 10 sont entourés par un tube cylindrique externe allongé 40 situé sensiblement concentriquement au tube d'alimentation de gaz 10, ledit tube extérieur constituant un conduit annulaire d'alimentation d'air entre la surface intérieure du dit tube et la surface extérieure du tube d'alimentation de gaz. La partie avant 41 du tube externe 40 peut coulisser dans l'intérieur d'une partie arrière 42 liée à un bot- tier fixé par rapport au bec 12.La partie avant 41 est disposée pour pouvoir coulisser axialement par rapport à ladite partie arrière 42 du tube extérieur, de sorte que dans une position arrive re l'extrémité avant 43 du dit tube extérieur est située à l'arrière de l'anneau arrière 16 a'orifices d'échappement de gaz dans le manchon 13 constituant le bec et que dans une position avant 1' ensemble uu manchon 13, des tubes d'échapsement 19 et des aubes associées 30 est situé à l'intérieur du tube. Une tige de commande 44 est disposée près de la surface interne ae la partie de tube avant 41 et lui est fixée. La partie arrière de la tige cte commande est filetée et aaaptée à engrener avec un élément fileté logé dans une partie arrière du bottier, pour tourner par rapport à lui, de façon qu'une rotation appropriée du dit élément fait déplacer ladite tige de commande dans la direction avant/arrière, ce qui commande le mouvement de la partie de tube avant de la conduite d'alimentation d'air. L'extrémité arrière de la conduite d'alixentation d'air est pourvue de moyens tels qu'un ventilateur centrifuge pour fournir de l'air sous pression, de sorte que l'air passe dans la conduite en formant un courant d'air qui dépasse les orifices de sortie du manchon constituant le bec de gaz. La configuration des filets de l'air passant par le bec 12 est commandée par les aubes disposées extérieurement à celui-ci, chaque configuration particulière étant déterminée par la situation de la partie avant 41 du tube extérieur par rapport aux orifices de bec 16 et 17 et par l'inclinaison des aubes 30 par rapport au plan contenant un des anneaux d'orifices. En service, le combustible gazeux alimente le bec 12 au moyen du tube 10 d'alimentation en combustible, sous une pression cons-: tante. Le débit du bec peut varier en faisant tourner l'élément de réglage 20 dans son extrémité de sorte que le disque 20 se déplace vers l'arrière par rapport au bec et obstrue progressivement une partie ou la totalité de l'anneau avant des orifices d'échappement 17 associés aux tubes 19 disposés radialement, en gouvernant de ce fait le débit du bec. Quand le débit voulu est obtenu, le disque 20 est bloqué en place en faisant tourner la vis de réglage 22 pour tirer I'lément avant et l'élément arrière du disque 20 de façon à serrer un filet de la surface interne du manchon 13 constituant le bec 12, ce qui bloque le disque par rapport au dit manchon. Quand on enflamme le gaz sortant du bec et si l'on admet l'air de la manière décrite ci-dessus, le tube extérieur étant dans la position arrière et le bec se présentant par son extrémité avant, une inclinaison prononcée des aubes 30 entourant le bec entraxe la formation d'une flamme en forme de boule, tandis qu'avec une faible inclinaison des aubes 30, le tube extérieur 41 étant en position avant, c1est-à-dire le bec 12 étant glacé à l'intérieur du tube extérieur 40, on obtient une longue flamme mince.La flamme peut être indéfini-nent modifiée entre ces des extrêmes en faisant varier l'inclinaison des aubes 30 commandant la configuration de l'air passant par le bec et en faisant varier la position du tube extérieur 41 par rapport au bec'12, soit séparément, soit en combinaison, de manière & produire une forme de flamme désirée. L'aération est réglée en faisant tourner la tête du bec par rapport aux dites aubes jusqu' & ce que la flamme résultante ne contienne sensiblement pas de jaune. On comprendra que suivant un autre mode de réalisation les aubes puissent tourner par rapport au dit bec. On a trouvé que les aubes servent à constituer une barrière de pression i l'intérieur de la conduite d'alimentation d'air et & produire de la turbulence dans l'écoulement du courant d'air. Sn choisissant la longueur des tubes disposés radialement sur le bec pour qu'ils se terminent sensiblement a mi-distance entre la surfs ce cylindrique extérieure du bec et la surface cylindrique intérieurs de la conduite d'alimentation d'air, on obtient un mélange plus efficace de l'air et du combustible gazeux s'échappant de 1' extrémité de chacun des tubes, et il en résulte qu'on peut utiliser des pressions d 'air noindroe dans ladite conduite. De plus, en employant des becs du genre ci-dessus décrit il est possible de régler la forme de la flamme donnée par le bec et le débit de celui-ci, sans qu'il soit nécessaire d'enlever le bec et d'en mettre un autre. Les extrémités 37 d'un tube 19 peuvent être en sifflet de la manière représentée Fig. ?. REVENDICATIONS 1. Appareil brûleur caractérisé en ce qu'il comprend une conduite d'alimentation en air ou oxygène, un bec à combustible au voisinage d'une extrémité de ladite conduite d'alimentation pour l'admission du combustible, transversalement au courant d'oxygène débité par ladite conduite et un organe pour former une barrière à ltoxy- gène, disposé à l'intérieur de ladite conduite d'alimentation ters sa dite extrémité, ledit bec présentant une multiplicité d'orrfrB ces d'échappement du combustible dont certains au moins sont pourvus chacun d'un tube dirigé extérieurement, la disposition globale étant telle que le combustible alimentant ledit bec est admis dans ledit courant d'oxygène à partir des extrémités extérieures des dite tubes, l'organe formant barrière dans ladite conduite servant à créer une turbulence dans ledit courant d'air ou d'oxygène quand il dépasse le bec, pour effectuer le mélange de l'air ou de l'oxygène avec le combustible avant la combustion. 2. Appareil selon revendication 1, caractérisé en ce que la conduite d'alimentation d'oxygène est un tube et le bec d combustible est disposé à une extrémité d'une conduite d'alimentation en combustible logée à l'intérieur de ladite conduite d'alimentation d'oxygène. 3. Appareil selon l'une ou l'autre des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'organe formant barrière est prévu dans la conduite d'alimentation d'oxygène, adjacent au bec à combustible, pour fournir une barrière de pression engendrant de la turbulence dans le courant d'air ou d'oxygène quand il dépasse le bec. 4. Appareil selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'organe formant barrière comprend une multiplicité d'aubes, orientées radialement, disposée à l'arrière des orifices d'échappement, (ceci étant vu par rapport à l'extrémité avant du brûleur) à la sortie desquels se produit la combustion et disposées circonférentiellement autour de l'axe du bee à combustible, le plan de chacune des aubes étant incliné d'un certain angle par rapport à un plan sensiblement perpendiculaire au dit courant d'oxygène. 5. Appareil selon revendication 4, caractérisé en ce que le nombre des aubes correspond au nombre de tubes du bec, dirigés tiers l'extérieur. 6. Appareil selon revendication 5, caractérise' en ce que les tubes, dirigés vers l'extérieur, sont disposés sensiblement radialement par rapport à l'axe du bec. 7. Appareil selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend des moyes de commande de la fi=s me, déplaçables entre une remiffire et une deuxi me position par rapport au ait bec et/ou à ladite conduite, la disposition étant telle qu'en fonctionnement, le mouvement progressif des dits moyeils de colananue de la flamme d'une première position à une deuxième engendre une modification progressive de la forme et de la gran tueur de la flamme. 8. Appareil selon la revendication 7, caractérisé en ce que les moyens de commande de la flamme sont constitués par un manchon mon- té à coulissement à l'extrémité du tube d'alimentation d'oxygène et déplaçable axialement entre une première position rétractée et une deuxième position allongée, de sorte que le manchon étant dans la position rétractée on obtient une flamme en forme de boule et le manchon étant dans la position allongée on obtient une longue flamme. 9. Appareil selon la revendication 7, caractérisé en ce que les moyes de commande de la flamme comprennent un manchon monté avec coulissement à l'eztrémité de la conduite d'alimentation d'oxygène et déplaçable axialement entre une première position rétractée et une deuxième position allongée, en combinaison avec une multiplicité d'aubes dirigées radialement et disposées circonférentiellement autour du bec à combustible, le plan de chacune des dites aubes étant incliné d'un certain angle par rapport au plan sensiblement perpendiculaire au dit courant d'air ou d'oxygène, chacune des dites aubes pouvant tourner autour d'un axe entre une première position et une seconde position. 10. Appareil selon une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le bec du brûleur comprend un corps tubulaire apte à se raccorder au; moyens d'alimentation en combustible, ce corps étant ouvert à une extrémité et étant muni à l'extrémité ouverte, ou au voisinage, d'une multiplicité orifices dont chacun est pourvu, dans la surface extérieure du corps tubulaire du bec lui-même, d'un tube dirigé sensiblement radialement, de sorte que le combustible passant dans le bec s'échappe des dits orifices et arrive, depuis l'extrémité du tube, en un point écarté extérieur rement par rapport à la surface extérieure du corps tubulaire du bec. 11. Appareil selon la revendication précédente, caractérisé en ce que l'extrémité ouverte du bec loge un élément de réglage disposé dans ledit tube et capable d'exécuter un mouvement axial b son intérieur, de façon à obstruer partiellement les dits orifices pour commander le débit du bec. 12. Appareil selon une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend une pièce à corps tubulaire adaptée à se raccorder à une alimentation de gaz, cette pièce étant ouverte à une extrémité et étant pourvue à l'extrémité ouverte, ou au voisinage, d'une multiplicité d'orifices dont chacun reçoit une extrémité d'un tube disposé radialement, de sorte que le combustible entrant dans ledit bec s'échappe de l'extrémité extérieure de chaque tube en un point écarté extérieurement de la surface extérieure cylindrique du corps du bec, des moyens au voisinage du dit bec pour diriger un courant d'air sur la sortie du tube et des moyens pour commander la distribution des courants d 'air dépassant les dits orifices, la disposition étant telle que la forme et configuration de la flamme obtenue par allumage du gaz s'échappant du dit bec peuvent être modifiées en réglant les moyens de commande de la distribution des courants d'air dépassant les dits orifices