Brevet FR2013964A1 — publié le 19700410

La présente invention est relative à un brûleur à gaz qui comprend un bottier extérieur et un boîtier intérieur partagé en deux chambres par une tle intermédiaire, cet ensemble perme tant de répartir judicieusement en plusieurs écoulements élé mentaires, l'afflux des gaz de combustion. Ce dispositif stapplique plus particulièrement i un brûleur pour gaz naturel. Sur les brûleurs à gaz naturel de type connu, la tête de combustion est planet si bien que les impuretés provenant de l'extérieur obturent facilement les buses du brûleur. Un autre inconvénient de ces systèmes connus résulte de 1'importance du phinomZne de soufflage ou d'écrêtage de la fla-ne dans les régimes de forte puissances ce qui confère à la flamme une struc- ture instable. La présente invention a pour but de réaliser un brûleur à gaz naturel qui assure à la flamme une grande stabilité, même pour les plus fortes puissances. En particulier, on prévoit une répartition en flat es principales et en flaires pilotes ou de support. tandis que la disposition et la structure particulières des têtes de brûleur. et des ouvertures de sortie de gaz pour l'alimentation des flammes pilotes permettent d'utiliser le brûleur aux diverses puissances d'une gnome très large. Selon l'invention on parvient à ce résultat en prévoyant sur la face supérieure du boftier interne, des têtes de combustion enfbrme de boule régulièrement réparties et comportant chacune un ou plusieurs ajutages pour la flamme principale du brûleur, tandis que sur la face supérieure du boîtier externe, des ouvertures sont découpées pour recevoir les cotes de combustion et assurer le centrage relatif des deux bottiers interne et externe, des bossages emboutis étant prévus entre ces ouvertures pour comporter des lumières de sortie de gaz destinées à donner naissance aux flammes pilotes du brûleur0 La forme en boule ou approximativement sphérique des têtes de combustion évite dans une large part l'encrassement des ajutages étant donné que les impuretés tombant de l'extérieur ne s'accumulent pas au milieu de cette tette. La grosseur des lumières de sortie de gaz des bossages emboutis définit la stabilité de la flamme pendant la combustion, tandis que la disposition de ces lumières est caractéristique pour l'allumage du brûleur. La posiiion relative de deux lumières de gaz diamétralement opposées permet tout d'abord la jonction des flammes au-dessus de ltespace séparant deux têtes de combustion.En particulier, si l'on double le nombre des bossages emboutis, il est possible de prévoir deux ajutages sur chaque tête de combustion. Il est avantageux de disposer les ajutages d'une tête de combustion de façon que leurs axes définissent des angl-es aigus. Ainsi, on est sûr que les flammes de deux ajutages voisins ne 9e contrarient pas. Suivant unê autre caractristique de l'invention, chaque bossage embouti comprend deux lumières par chacune desquelles le gaz est dirigé sur la ou les têtes de combustion voisines. Plus particuliErement! il est intéressant de prévoir autour de chaque ajutage, deux lumières de sortie de gaz diamétralement opposées. Ea fonctionnement à puissance normale, et si chaque tête de combustion comporte un seul ajutage, il est intéressant de répar- tir les bossages en quinconce sur deux rangées situées do part et d'autre de la rangée des têtes de combustion, l'entraxe de deux bossages emboutis voisins d'une même rangée étant le double de l'entraxe des têtes. Pour les puissances de chauffe plus importantes, l'inven- tion prévoit de disposer deux ajutages sur chaque tête de cci- bustion, les bossages emboutis étant placés des deux 8tEsWde la face supérieure du bottier externe, si hien que les bossage d'une même rangée se succèdent sans interruption avec un entraxe égal à celui de deux têtes voisines. On assure un fonctionnement à demi-puissance en réalisent une tête de combustion sur deux avec un seul ajutage. Sur chaque paroi latérale du ceté interne, il est aventa- geux de disposer une rangée de trous enfoncés dont les axes définissent un angle aigu avec la direction perpendiculaire à ces parois latérales. Ces rangées comportent un petit nombre de trous auxquels on confère un relativement grand diamètre pour obtenir le débit gazeux global désiré, si bien que peuvent passer facilement les impuretés éventuellement mélangées au gaz. On supprime ainsi pratiquement tout risque d'encrassement et de bouchage des trous par les impuretés véhiculées dans le gaz. Grâce à l'orientation oblique des trous, o4 augmente la longueur de chaque Jet gazeux depuis le trou jusqu'à la zone d'impacte. Ainsi, si le gaz est chargé en impuretés, ces dernières traversent les trous et le Jet gazeux les dépose sur la zone d'impacte contre la paroi latérale du bottier extérieur, si bien qu'elles s'accumulent dans la cavité intermédiaire. Silbn incline en outre la partie des parois qui entoure les trous, on augmente notablement l'éloignement de la zone utile de ces parois sur les bottiers interne et externe par rapport à ce qu'on observerait avec des trous orientés horizontalement, si bien que le risque est considérablement réduit de voir le cône d'impuretés qui se forme petit-à-petit, venir obturer depuis ltextérieur les trous de la rangée.Etant donné qu'après l'assembJage du brûleur, ces rangées de trous ne sont pas accessibles depuis l'extérieur, on comprend que toute obturation des rangées de trous constitue pour le brûleur un incident exceptionnel. Pour diviser le bottier interne en deux chambres de répartition supérieure et inférieure, l'invention consiste à introduire par coulissement une t81e intermédiaire dans des nervures longitudinales du bottier interne. Des échancrures de cette tôle intermédiaire permettent au gaz d'être transféré seulement par les cotés depuis la chambre de répartition inférieure jusque dans la chambre supérieure ; de plus, les deux écoulements ga zeux n'agissent pas sur les aJutages pratiqués au milieu de la face supérieure de la chambre de répartition supérieure, si bien que les flammes principales du brûleur brûlent avec des longueurs régulières.Un autre avantage de cette tôle intermédiaire engagée dans des nervures longitudinales est constituée par le renforcement mécanique du brûleur dont on évite ainsi le gauchissement sous l'action de contraintes thermiques agissant d'un c8té seulement. Le dessin annexé, donné à titre d'exemple non limitatif, permettra de mieux comprendre les caractéristiques de l1inventioei. Fig. 1 est une vue en plan du bottier extérieur du brûleur. Fig. 2 est une variante de ce boîtier extérieur. Fig. 3 est une vue latérale du boîtier extérieur. Fig. 4 est une vue en plan du bottier intérieur équipé des têtes de combustion. Fig. 5 est une vue latérale du boîtier intérieur, Figo 6 représente une tôle intermédiaire munie d'encoches. Figez 7 est une vue en coupe du brûleur0 Fig. 8 est une vue en perspective du bottier externe du brû leur. Un brûleur à gaz naturel 10 comprend essentiellement un bottier extérieur 12 et un boîtier intérieur 14, ce dernier possédant des nervures embouties longitudinales 24 dans lesquelles est engagée par coulissement une tôle intermédiaire 16. Le bottier extérieur 12 est de forme prismatique ; sa section transversale se prolonge vers le bas par deux rebords 38 définissant entre eux un étroit interstice qui s'détend sur toute la longueur du boîtier externe 12e Sur la face supérieure de ce boîtier 12 sont découpés des trous 18 répartis le long de la ligne médiane. antre ces trous sont définis des bossages emboutis 20 qui dOpas- sent vers le haut. La répartition de ces bossages 20 dépend du nombre d'ajutages 30 que comporte chaque tête de combustion 22 on pers les répartir en quinconce de part et d'autre de la rangée des trous 18 (fig. 1) ou bien les disposer suivant deux rangées de chaque côté des trous 18, dans chaque intervalle défini entre un trou et le suivant (cas de la fige 2). Chaque bossage 20 comporte deux lumières de sortie de gaz 44 qui dirigent le gaz vers les ajutages 30 des têtes de combustion 22 voisines. Le bottier extérieur 12 entoure le bottier interne 14 dant section transversale est dtun profil analogue. Au niveau du tirs supérieur des parois latérales 46 du bottier interne, sont disposées les nervures longitudinales 24 qui s'étendent sur toute la longueur du brûleur ; ces nervures 24 comportent à intervalles réguliers des encoches 28. A la partie inférieure de chaque paroi latérale se trouve une rangée de trous 26 parallèle aux nervures longitudinale s 24. Les trous des rangées 26 sont relativement espacés, par exemple de 100 mm. ; de plus, leur diamètre, égal à environ 0,45 xn. est grand par rapport au débit gazeux prévu pour les traverser.Les trous des rangées 26 sont légèrement enfoncés dans les parois latérales -46 et ils sont orientés oubli~ quement, si bien que les axes de cestrous forment des angles aigus avec la direction perpendiculaire aux parois latérales 46. Les trous des rangées 26 peuvent être logés chacun dans une creusure emboutie particulière, ou bien au contraire être disposés sur le fond d'une rainure intéressant toute la longueur du brûleur. Sur la face supérieure du boftier interne 14 dépassent à des intervalles réguliers, les têtes de combustion 22 qui ont une forme en boule, ou approximativement sphérique Au milieu de chaque tête 22 sont percés un ou deux ajutages 30. Le centrage du bottier interne 14 dans le bottier extérieur 12 est assuré par les têtes de combustion 22 qui viennent stengager dans les ouvertures 18 de la paroi supérieure du bottier 12. Les bossages 20 permettent aux faces supérieures des boîtiers externe 12 et interne 14 de ne pas prendre appui l'une sur autre sur toute leur surface, si bien que du gaz sort :?ar les lunières 44 des bossages 20, en direction des ajutages 28 des têtes de combustion 22. La tôle intermédiaire 16 logée dans les nervures longitudi- nales 24 est :ourmlc sur chaque côte, d'échancrures rectangulaires 32 qui se font face deux à deux. La cavité interne du boîtier in térieur 14 est par conséquent partagée par cette tôle 16 en deux cambres de répartition inférieure 34 et supérieure 36. L'alimentation en gaz s'effectue nar l'une ds extrémités du boîtier intérieur 14, au niveau de la chambre inférieure 34. La majeur partie du gaz s'écoule à travers les encoches 34 de la tôle intermédiaire 16, pour parvenir jusqu'à la chambre "de répar- tition supérieure 36, et s'écouler à travers les ajutages 30 des têtes de combustion 22. Après l'allumage du brûleur 10, ce gaz donne naissance à la flamme principale. Le gaz résiduel de la chambre inférieure 34 s'échappe par les rangées de trous 26 jusqu'aux chambres intermédiaires 40 définies entre les parois latérales des boîtiers extérieur 12 et intérieur 14, au-dessous de la tssle intermédiaire 16. A partir de ces chambres intermédiaires 40, le gaz traverse les encoches 28 puis parvient aux chambres intermédiaires supérieures 42 qui se trouvent définies à l'intérieur de la partie supérieure du boîtier externe 12. Ensuite, ce gaz envahit les bossages 20 du chemin du brûleur 10. Le nombre des bossages emboutis 20 dépend du nombre d'ajutages 30 par tête de combustion 22 ; on fait en sorte que pour chaque ajutage 30 soient définies deux lumières de sortie de gaz 44, ces lumières 44 étant diamétralement opposées sur la périphérie de la tête de combustion. Si l'on utilise deux ajutages- 30 au lieu d'un seul sur chaque tête 22, le nombre des bossages 20 est doublé afin que chaque ajutage 30 soit assisté par deux flammes pilotes alimentées en gaz par deux lumières 44. RS DICATIONS 1 - Brûleur à gaz, notamment pour du gaz naturel, comprenant un boftier extérieur et un boîtier intérieur partagé par une tôle interinédiaire en deux chambres pour ré-rartir le gaz en plusieurs écoulements, caractérisé en ce que sur la face supérieure du boîtier interne dépassent à intervalles réguliers, des têtes de combustion en forme de boule qui comprennent chacune un ou plusieurs ajutages pour les flammes principales du brûleur, tandis que la face supérieure du boîtier interne présente des ouvertures destinées à recevoir les têtes de combustion et assurer le centrage des deux boîtiers l'un dans l'autre, alors qu'entre ces ouvertures sont placés des bossages en relief munis de lumières de sortie de gaz destinées à donner naissance à des flammes pilotes secondaires, capables de soutenir et de stabiliser les flammes principales du brûleur, 2 - Brûleur à gaz suivant la revendication 1, caractérisé en ce que lorsqu'on utilise deux ajutages ou davantage sur chaque tête de combustion, les axes de ces ajutages définissent entre eux des angles aigus0 3 - Brûleur à gaz suivant las revendications 1 et 2, caractérisé en ce que chaque bossage comporte deux lumières qui envois le gaz sur deux têtes de combustion voisines. 4 - Brûleur à gaz suivant les revendications 1, 2 et 3, caractérisé en ce que chaque ajutage est flanqué de deux lumières à gaz diamètralement opposées, 5 - Brûleur à gaz suivant les revendications 1, 2,3 et 4, caractérisé en ce que chaque tête de combustion comporte un seul ajutage, les bossages étant décalés en quiconce sur deux rangées situées de chaque côté de la face supérieure du boîtier externe et dont l'écartement est égal à celui de deux têtes de combustion consécutive, tandis que l'entraxe de deux bossages consécutifs dtune même rangée est égale au double de celui de deux têtes de combustion voisines. 6 - Brflleur A gaz suivant les revendications 1, 2, 3, 4 et 5, caractérisé en ce que chaque tête de combustion comporte deux ajutages tandis que les bossages sont répartis le long des deux côtés du sommet du boîtier extérieur en deux rangées sur chacune desquelles les bossages se succédent sans interruption, l'entraxe de deux bossages consécutifs dtune même rangée étant égal à celui de deux têtes de combustion voisines. 7 - Brûleur à gaz suivant l'une quelconque des revendicatios 1 à 6, caractérisé en ce que chacune des parois latérales du boîtier intérieur comporte une rangée de trous enfoncés et obliques dont les axes forment des angles aigus avec la direction normale aux parois latérales en question. 8 - Brûleur à gaz suivant l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que la tôle intermédiaire est introduite par coulissement dans des nervures longitudinales du boîtier intérieur pour partager ce boîtier en deux chambres de répartition inférieure et supérieure, tandis que des encoches sont découpées sur les côtés longitudinaux de cette tôle.