Brevet FR2138901A1 — publié le 19730105

Lt invention a trait à une buse mélangeuse destinée à mélanger des gaz combustibles, plus spécialement destinée aux brûleurs à soufflante, dans lesquels deux gaz différents au moins sont amenés à la buse par des tubes d'amenée. Dans ces brûleurs, il est nécessaire d'obtenir, grâce à la buse mélangeuse, un bon brassage des gaz, surtout avec l'air soufflé. Ce n'est qu 'à cette condition qu'unie combustion économique est possible, ainsi qu'une flamme stable. Bes buses à gaz pour brûleurs, à orifices de sortie alésés, sont déjà connues. Dans ces buses, des dispositifs de brassage des courants de gaz à la sortie sont prévus. Mais les buses connues présentent des inconvénients. Ainsi, il est nécessaire, en cas de modification de la nature du gaz ou du débit de la combustion, de changer l'ensemble du dispositif mélangeur et de modifier le diamètre de l'alésage des orifices de sortie dans les buses à gaz. Il en résulte une perte de temps et une dépense élevée en matériel, L'invention a pour but de supprimer l'obligation de changer les buses à gaz et les dispositifs mélangeurs toutes les fois que l'on modifie les types de gaz et le débit du brûleur.A cet effet, l'invention propose une buse mélangeuse pouvant etre utilisée pour une gamme étendue de types de gaz et de débits. La buse mélangeuse pour le brassage de gaz combustibles, destinée plus spécialement aux brûleurs à soufflante, dans lesquels deux gaz au moins sont conduits vers la buse par des tubes d'amenée, est caractérisée, selon l'invention, par le fait qu'elle contient un pot mélangeur auquel aboutissent les tubes d'amenée et une bague mélangeuse à l'intérieur de laquelle les gaz sont mélangés. L'invention consiste à rendre réglable la taille d'un orifice de sortie des gaz grâce au déplacement de la bague mélangez se par rapport au pot, ledit orifice étant défini par des éléments faisant partie du pot et d'autres faisant partie de la bague. Q1 est ce qui permet d'adapter l'orifice de sortie à diverses sortes de gaz. De même, il devient possible d'adapter le dispositif à des débits différents de combustion du brûleur. Il est opportun de donner au pot mélangeur la forme d'une chambre à plusieurs compartiments. La forme la plus avantageuse du pot est cylindrique, avec plusieurs chambres disposées sur un axe commun. Dans l'une des formes de réalisation selon 1-' invention, l'intérieur de la bague mélangeuse se raccorde à l'intérieur de l'une des chambres, et plus spécialement à celle qui se trouve au centre, sur le chemin suivi par le flux gazeux. Pour simplifier le réglage de la taille de l'orifice pour la sortie des gaz entre le pot et la bague, cette dernière est vissée sur le pot sur lequel elle peut tourner. Cette même disposition permet également de démonter facilement la bague en la séparant du pot. Pour former l'orifice de sortie des gaz, l'une des chambrez ouverte d'un côté seulement, est obturée par la bague mélangeuse, de telle manière qu'une partie au moins de la surface de recouvrement située sur la bague, ensemble avec la surface d'appui située sur le bord libre d'une des parois de la chambre correspondante, définit la taille de l'orifice annulaire de sortie. Dans une buse mélangeuse à deux chambres, il y a avantage à obturer ainsi la chambre extérieure, qui entoure la chambre intérieure disposée coaxialement à elle. Afin d'assurer l'orientation du flux gazeux vers l'intérieur de la bague, lorsque le gaz sort de l'orifice, la surface de recouvrement située sur la bague et la surface d'appui située sur la paroi de-la chambre sont toutes deux de forme conique. La conicité de ces deux éléments est telle que, lorsque l'orifice est fermé, la totalité de la surface de recouvrement est au contact de la surface d'appui. On parvient à ce résultat en accordant exactement entre elles les conicités des deux surfaces. I1 y aura avantage à donner à la surface interne de la bague une section de forme soit concave, soit convexe. Le choix de ces configurations de section est fonction des dimensions de la flamme souhaitée et/ou de sa longueur, ainsi que de la nature des gaz et du débit du brûleur. I1 sera avantageux que la-surface libre du bord extérieur de la bague présente une rainure ou une gorge. La stabilité de la flamme en sera accrue. I1 pourra y avoir avantage à ce que la surface extérieure de la bague présente une saillie circulaire qui a la forme d'un épaulement de section conique ou arrondie. I1 en résulte une retenue de l'air soufflé et, de ce fait, un-refroidissement de la surface interne de l'embouchure du brûleur. Cette retenue d'air soufflé pourra être accrue en prévoyant une bague extérieure sur l'extrémité libre de la bague mélangeuse. Be brassage des gaz dans l'espace intérieur de la bague peut être rendu plues énergique encore en prévoyant une bague intérieure à l'extrémité libre de la bague mélangeuse. Il est possible, selon l'invention, de réduire le bruit de la buse mélangeuse en disposant à l'intérieur de la bague mélangeuse une douille coaxiale. D'autre part, le brassage sera encore amélioré par le fait que la chambre intérieure, par laquelle l'air soufflé parvient dans la buse, puis dans l'espace intérieur de la bague mélangeuse, présente, à son extrémité tournée vers ladite bague, un rétrécissement de sa paroi interne. Ce rétrécissement pourra être formé opportunément par une bague. ta douille qui se trouve à l'intérieur de la bague mélangeuse pourra être emmanchée par l'une de ses extrémités dans le rétrécissement sus-visé, et présenter à son autre extrémité un élargissement circulaire qui prendra lui-aussi la forme d'une bague.La douille sera disposée à l'intérieur de la bague mélangeuse de façon telle que le gaz qui provient de l'orifice de sortie vienne lécher la surface extérieure de la douille. Il sera avantageux que le pot mélangeur et/ou la bague mélangeuse soient confectionnés en matériaux thermo-résistants. Be domaine d'application de l'invention s'étend surtout sur les brûleurs, pour lesquels elle présente les avantages suivants: du fait que l'orifice de sortie des gaz est formé par deux pièces de la buse mélangeuse qui sont mobiles l'une par rapport à l'autre, il devient possible d'adapter la taille de l'orifice de sortie des gaz à une gamme étendue de débits et de types de gaz. La buse conforme à l'invention peut donc trouver son emploi pour tous les gaz combustibles purifiés, ce qui permet de la désigner sous le terme de buse tous-gaz". En outre, il est possible de se servir de la buse mélangeuse selon l'invention dans un bruleur pouvant être alimenté indifféremment à l'huile ou au gaz. La buse conforme à l'invention rend possible un réglage rapide et précis pour un gaz donné ou pour un certain débit. A cet effet, il suffit de quelques opérations peu nombreuses. La buse est de construction robuste et l'usure des parties situées dans la zone chaude est fortement réduite par suite du refroidissement par l'air soufflé, dont l'orientation est obtenue par la configuration de l'appareil selon l'invention. Au demeurant, la flamme obtenue est stable et bien brassée. On comprendra bien l'invention à l'aide de la description qui va suivre et en référence aux dessins annexés dans lesquels: Fig. 1 est une coupe d'un pot mélangeur Fig. 2 est une coupe d'une bague mélangeuse Fig. 3 montre en coupe une buse mélangeuse assemblée et comportant une douille placée dans l'espace intérieur à la bague mélangeuse ; et Fig. 4 montre une buse mélangeuse montée sur un chalumeau à gaz soufflé. Le pot mélangeur 1 de la fig-1 est de forme cylindrique il présente deux chambres 6 et 7 disposées sur un même axe. La chambre 7 a une forme annulaire cylindrique et entoure la chambre intérieure 6. Cette dernière est ouverte à ses deux extrémités. La chambre 7, qui entoure la chambre 6, n'est ouverte qu'à l'une de ses extrémités. Un tube d'amenée 2 débouche à travers la paroi latérale extérieure 21 de la chambre 7. Sur la face interne de la paroi 21 de la chambre 7, dans la zone de l'extrémité ouverte de cette chambre, un taraudage 19 a été prévu. En outre, le bord libre de la paroi commune Il des chambres, qui forme simultanément la paroi intérieure de chambre 7 et la paroi extérieure de la chambre 6, présente une forme conique 10 du côté de la chambre 7. La bague mélangeuse 4 de la fig. 2 présente, sur une partie de liaison 22, un filetage 20. Ce dernier se trouve sur la surface externe-de la partie 22. La surface interne de la bague, qui entoure l'espace intérieur-8 de la bague mélangeuse, peut présenter une section conique, ou bien, comme indiqué par des traits tiretés, une section convexe ou concave. Be diamètre intérieur de la bague, du côté opposé à la partie 22, est plus grand que celui qui est proche de cette partie lorsque la section de la chambre 8 est de forme conique ou concave. Entre la partie 22 et l'espace intérieur 8 de la bague, lequel constitue la chambre de brassage du gaz, une autre surface annulaire 9, de section conique, a été prévue. Be diamètre de cette surface conique 9 près de l'espace de brassage 8 est inférieur à celui qui jouxte la partie 22. La surface extérieure de la bague 4 présente, sur tout son pourtour, un épaulement 13 qui peut avoir une configuration conique, arrondie etc. Cet épaulement circulaire 13 constitue un élargissement de la bague mélangeuse au-delà de la partie 22. En outre, sur la surface radiale extrême de la bague 4, du-côté opposé à la partie 22, a été prévue une rainure ou gorge circulaire 12. La fig. 3 représente une buse mélangeuse assemblée. Elle se compose du pot mélangeur 1 et de la bague mélangeuse 4. Be pot 1 correspond sensiblement à celui de la fig. 1, la bague-4 à celle de la fig. 2. La bague 4 est vissée par son filetage 20 sur le filetage 19 situé sur la paroi 21 du pot 1.Dans cet'assemblage, la surface conique 9 de la bague 4 joue le rôle de surface de recouvrement et, lorsque l'orifice de sortie des gaz 5 ainsi constitué est fermé, elle repose sur la surface d'appui 10 de forme conique située sur le bord libre de la cloison 11 entre les deux chambres 6, 7. Bes surfaces coniques de recouvrement 9 et d'appui 10 sont inclinées d'un angle tel que, quand l'orifice de sortie des gaz 5 est obturé, la surface d'appui 10 est complètement recouverte par la surface de recouvrement 9. En faisant effectuer un mouvement de rotation à la bague 4, celle-ci se déplace par rapport au pot mélangeur 1 sur l'axe commun A. Cela permet de régler la largeur de l'orifice de sortie des gaz 5. La conicité des surfaces de recouvrement 9 et d'appui 10 fait que le flux gazeux, qui sort du compartiment à gaz 7 entassant par l'orifice de sortie 5, est orienté immédiatement vers l'espace de brassage 8 de la bague 4. Là, le gaz se mZle à celui qui parvient à la chambre de brassage8 de la bague en passant par la chambre intérieure 6 du pot mélangeur 1. Ce dernier gaz est essentiellement de l'air.La chambre de brassage 8, vue dans la direction du flux gazeux, forme la suite de la chambre intérieure 6 du pot 1. Comme le montre par ailleurs la fig. 3, une douille 16 fait saillie dans la chambre de brassage 8 de la bague 4. La surface extérieure de cette douille est léchée par les gaz qui sortent par l'orifice 5. Sur le bord qui se trouve du côté de la sortie de la buse, la douille présente un élargissement 18 qui pourrait être, par exemple, constitué par une bague. Ce renflement est situé sur la face externe de la douille. La face interne de la cloison 11, qui entoure la chambre intérieure 6 du pot 1, présente également un renflement 17 sur le bord qui est voisin de l'orifice 5. Ce renflement peut, lui-aussi, être formé par une bague. Il-y a avantage à ce que la douille 16 soit emmanchée dans le renflement 17 et maintenu par lui. Par ailleurs, la bague mélangeuse 4 présente à son extré mité libre une bague extérieure 14. De même, une bague intérieure 15 a été prévue à l'intérieur de la bague. Ces bagues ont pour objet de guider le flux gazeux. Dans la fig. 4, une buse mélangeuse, composée d'un pot mé langeur 1 et d'une-bague mélangeuse 4, a été montée dans une soufflerie 23. En règle générale, cette soufflerie fournit de lXair. Celui-ci circule alors aussi sur les surfaces externes de la buse, dont on obtient ainsi un refroidissement. Celui-ci est augmenté particulièrement par l'épaulement 13 qui entoure la bague 4. En effet, cet épaulement crée un rétrécissement en tre la surface intérieure de la soufflerie et la buse, provo quant en ce point une retenue flair. l"effet de -refroidissement en est augmenté. L'air soufflé parvient aussi dans la chambre intérieure 6 en circulant selon la direction 3. Il traverse cette chambre intérieure 6 du pot 1 pour arriver dans l'espace de brassage 8 de la bague 4, où il est mélangé avec le gaz combustible qui sort de l'orifice de sortie 5. Compte tenu des hautes températures qui se produisent lors de la combustion des gaz, le pot, la bague mélangeuse et le manchon sont en matériaux réfractaires. FEVENI > TCA[?I0NS 1. Buse mélangeuse destinée à mélanger des gaz, plus particulièrement pour brûleur à soufflante, dans laquelle deux gaz différents au moins sont conduits par des tubes d'amenée vers ladite buse, caractérisée par le fait qu'elle comporte un pot mélangeur (1), auquel aboutissent les tubes d'amenée (2,3), et une bague mélangeuse (4) à l'intérieur de laquelle les gaz sont mélangés. 2. Buse mélangeuse selon la revendication 1, caractérisée par le fait que le déplacement de la bague par rapport au pot (1) permet de régler la taille d'un orifice (5) de sortie des gaz, lequel est défini par des éléments appartenant à la bague et dtautres éléments appartenant au pot mélangeur. 3. Buse mélangeuse selon l'une des révendications 1 et 2, caractérisée par le fait que le pot mélangeur (1) a la forme d'une chambre à plusieurs compartiments. 4. Buse mélangeuse selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisée par le fait que l'espace interne (8) de la bague mélangeuse (4) fait suite, dans le sens de l'écoulement des gaz, à l'intétieur de l'une des chambres (6) du pot mélangeur (1). 5. Buse mélangeuse selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisée par le fait que la bague mélangeuse (4) est amovible et qu'elle est vissée sur le pot (1) par rapport auquel elle peut se déplacer axialement par rotation. 6. Buse mélangeuse selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisée par le fait que le pot (1) mélangeur est déforme cylindrique et que les chambres (6, 73 individuelles, qui sont également de forme cylindrique, sont coaxiales entre elles. 7. Buse mélangeuse selon lune des revendications 1 à 6, caractérisée par le fait que l'une des chambres, (7), qui n est ouverte que d'un seul côté, se trouve coiffée par la bague mélangeuse (4) de façon qu'unie partie au moins de la surface de recouvrement (9) de la bague (4), avec une surface d'appui (10) située sur le bord libre d'une cloison (11) de séparation des chambres (6, 7), définit un orifice (5) de sortie des gaz, de forme annulaire. 8. Buse mélangeuse selon la revendication 7, caractérisée par le fait que la surface de recouvrement (9) et la surface d'appui (10) sont de forme conique et que, lorsque l'orifice (5) de sortie des gaz esk obturé, la totalité de la surface d'appui (10) vient au contact-de la surface de recouvrement (9). 9. Buse mélangeuse selon l'une des revendications 1 à 8, caractérisée par le fait que la surface interne (24) de la bague mélangeuse (4) prés-ente une section concave. 10. Buse mélangeuse selon l'une des revendications 1 à 8, caractérisée par le fait que la surface interne (24) de la bague mélangeuse (4) présente une section convexe. 11. Buse mélangeuse selon l'une des revendications 1 à 10, caractérisée par le fait que la surface libre du bord extérieur de la bague mélangeuse (4) présente une rainure ou une gorge (12). 12. Buse mélangeuse selon l'une des revendications 1 à 11, caractérisée par le fait que la surface extérieure de la bague mélangeuse (4) présente sur tout son pourtour un épaulement (13) de forme conique ou arrondie. 13. Buse mélangeuse selon l'une des revendications 1 à 12, caractérisée par le fait qutune bague extérieure (14) est prévue à l'extrémité libre de la bague mélangeuse (4). 14. Buse mélangeuse selon l'une des revendications 1 à 13, caractérisée par le fait qu'une bague intérieure (15) estprévue à l'extrémité libre de la bague mélangeuse (4). 15. Buse mélangeuse selon l'une des revendications 1 à 14, caractérisée par le fait que, dans l'espace intérieur (8) de la bague mélangeuse (4), une douille (16) est disposée coaxialement. 16. Buse mélangeuse selon l'une des revendications 1 à 15, caractérisée par le fait que la chambre intérieure 46) du pot mélangeur (1) présente, à son extrémité voisine de la bague mélangeuse (4), un rétrécissement (17) sur sa paroi intérieure. 17. Buse mélangeuse selon la revendication 16, caractérisée par le fait que la douille (16) est emmanchée dans le rétrécissement (17) par l'une de ses extrémités, l'autre extrémité étant livre et présentant sur sa surface externe un renflement circulaire (18). 18. Bube mélangeuse selon la revendication 17, caractérisée par le'fait que le rétrécissement (17) ou le renflement (18) ou ces deux éléments ensemble sont montés de façon amovible. 19. Buse mélangeuse selon l'une des revendications 1 à 18, caractérisée par le fait que le pot mélangeur et/ou la bague mélangeuse sont en matériaux thermo-résistants. 20. Buse mélangeuse selon l'une des revendications 15 à 18, caractérisée par le fait que le gaz qui sort par 1' orIfice (5) lèche la surface extérieure de la douille (16).