Brevet FR2282599A1 — publié le 19760319

L'invention est relative à un dispositif destiné à améliorer la combustion dans les bruleurs à mazout. Le domaine d'application du dispositif selon invention est constitué par ltensemble des brûleurs à mazout du type à gazéification ou encore appelés à vaporisation ou à caléfaction. Ces brûleurs qui assurent la combustion des vapeurs de fuel sont susceptibles d'erre disposés dans de nombreux appareils domestiques et industriels tels que les poêles à mazout, chaudières, fours ou ge négateurs tels que les générateurs à air chaud. I1 est connu que les appareils munis de brûleurs assurant la combustion du fuel en flamme bleue ont un rendement élevé qui reste constant dans le temps et nécessitent donc ainsi un minimum de surveillance et d'intervention. Les appareils munis dlun simple brûleur à gazéification assurant une combustion incomplète du fuel avec une flamme partiellement jaunâtre, voient leur rendement diminué au fur et à mesure que des dépôts de carbone imbrulé augnente ltencrassement en bouchant totalement ou partiellement les perforations aménagées dans la périphérie du brûleur et permettant l'admission dtun comburant, en lloccurence I oxygène de I air. I1 est alors nécessaire de procéder à des nettoyages fréquents pour éviter une sur-consommation inutile de carburant. On a déjà tenté d'améliorer la combustion des brûleurs à gazéification en y adjoignant des dispositifs tendant à les faire fonctionner en flamme bleue. On doit toutefois constater que les dispositifs connus, dans de nombreux cas, ne donnent pas satisfaction. I1 est en effet primordial pour améliorer la combustion de réaliser un dispositif qui jouera le rôle de masse chauffée à l'intérieur du brûleur en permettant une circulation complexe et détournée des vapeurs de fuel et des particules de carbone pour assurer leur combustion complète d'une part par circulation autour de cette masse, et d'autre part par dépôt et combustion sur la masse portée au rouge. Cette explication du phénomène montre combien il est important de placer le dispositif dans le brûleur à l'endroit même où celui-ci pourra être chauffé pour être porté au rouge, mais aussi également à ltendroit où les particules de carbone auront tendance à se concentrer, cette zone étant fonction naturellement de la dimension et des caractéristiques du brûleur. L'ensemble des brûleurs cylindriques à caléfaction connus actuellement sont constitués d'un pot dans lequel sont posés sur des ergots de la face interne des anneaux disposés à plusieurs étages. Suivant la taille du brûleur et les proportions de son diamètre par rapport à sa hauteur ainsi que suivant les fabricants on trouve un à plusieurs étages d'anneaux avec quelquefois un anneau inférieur disposé à proximité immédiate du fond du brûleur par lequel est admis le carburant. Les dispositifs destinés à améliorer la combustion connue actuellement reposent tous sur les anneaux du brûleur. Ils ne peuvent donc fonctionner correctement dans un brûleur où le ou les anneaux sont disposés trop haut car alors le dispositif est également placé trop haut pour être chauffé et se trouver dans la zone de dépôt des particules de carbone. Dans-le cas des brûleurs présentant un ou plusieurs anneaux disposés à proximité du fond le dispositif est placé trop bas et ne peut donc jouer son rôle. I1 est également nécessaire avec les dispositifs connus du fait de la position qu'ils occupent dans les brûleurs et sur les anneaux, d'en réaliser plusieurs de tailles différentes suivant le diamètre intérieur des anneaux. Le dispositif selon invention vise à remédier à ces inconvénients et est caractérisé par le fait qu'il est constitué d'un premier élément en forme de cage cylindrique reposant sur le fond du brûleur et disposée dans les anneaux et d'un deuxième élément ou chapeau venant recouvrir tout ou partie de la cage. Ce dispositif peut être adapté sur tous les types de brûleurs à gazéification cylindriques, quel que soit le nombre d'étages d'anneaux et quelle que soit la distance séparant le fond du brûleur de l'anneau inférieur ou supérieur. Ce dont une autre caractéristique de l'invention, ce dispositif est adaptable à tous les brûleurs quelle que soit la dimension du diamètre intérieur des anneaux. De par la constitution de son premier élément cylindrique perforé et par la présence du chapeau venant le recouvrir tout ou partie, il permet une combustion en flamme bleue car la masse mé- tallique de ces deux éléments oblige les vapeurs à parcourir un trajet allongé complexe dans le brûleur et aux particules imbrûlées de se déposer sur la matière du dispositif porté au rouge qui sera toujours disposé dans une zone du brûleur où son action sera efficace. L'invention sera bien comprise en se référant à la description suivante illustrée par les dessins annexés faisant partie intégrante de la description dans lesquels La figure 1 est une vue en coupe d'un brûleur à gazéification muni du dispositif selon l'invention. La figure 2 est une vue du premier élément en position dépliée. La figure 3 est une vue de dessous du deuxième élément ou chapeau. On a représenté à la figure 1 un brûleur à gazéification désigné généralement par 1 et constitué dtun pot 2 cylindrique, limité par un fond 3. A proximité du fond est prévu un orifice 4 d'amenée du carburant, par exemple le fuel par un conduit 5. Dans les parois latérales du pot 2 sont percés en grand nombre des trous 6 permettant l'admission à l'intérieur du brûleur de l'air comburant. Le brûleur peut présenter des dimensions variables en diamètre et en hauteur suivant la capacité calorifique de l'appareil utilisé. A 1 'intérieur du pot 2 sont prévus un ou plusieurs anneaux 7 suivant les caractéristiques de l'appareil. A la figure 1 on a représenté deux étages d'anneaux identiques disposés parallèlement à I'interier du brûleur pour ménager une cheminée 8 dans l'espace délimité par le diamètre intérieur des anneaux. Les anneaux 7, disposés sensiblement parallèlement au fond 3 sont constitués d'une couronne perforée par des orifices 9 selon un ou plusieurs cercles concentriques à l'anneau. Les différents anneaux 7 reposent sur des ergots 10 solidaires de la face interne du brûleur. Ces ergots ont une dimension telle qutils permettent le passage des anneaux inférieurs Lorsque lton a choisi une disposition à plusieurs étages. On voit ainsi que dans un brûleur classique tel qu'il vient d'être décrit le carburant admis en 4 est brûlé au niveau du fond 3, tandis que les vapeurs et les particules imbrûlées sréchappent par la cheminée 8. Seule une partie de ces vapeurs et particules subit un trajet allongé du fait de la présence des anneaux 7 qui constituent des barrages partiels avec leurs orifices 9. Le dispositif selon invention désigné généralement par 11 est constitué d'un premier élément 12 en forme de cage cylindrique représenté à plat à la figure 2. Cet élément par exemple en métal inoxydable déployé est constitué par une grille dont les filaments 13 sont chauffés au rouge et dont les orifices 14 permettent le passage des vapeurs et des particules imbrûlées suivant un parcours prolongé complexe. Sur la grille sont soudés des pieds 15 permettant de placer le dispositif à une distance constante du fond 3 quel que soit le type de brûleur utilisé. Ainsi, du fait du maintien du dispositif qui dépend du fond et non plus des anneaux, la partie active des deux-éléments est toujours correctement située. On a également obtenu de bons résultats en faisant porter le chant circulaire 16 de la cage 12 directement sur le fond 3. Pour permettre l'adaption de l'élément 12 quelle que soit la dimension du diamètre intérieur des anneaux 7, on a prévu selon l'invention de le- réaliser selon une bande, représentée à la figure 2, pouvant être cintrée par l'utilisateur. Ceci peut être obtenu par exemple en fixant par soudure la grille à une bande 17 et en prévoyant des crochets 18 fixés sur un côté de la grille et susceptible d'être repliés dans un orifice 14. L'adaptation du premier élément à tous es types d'anneaux est d'autant plus nécessaire que l'on a constaté obtenir de meilleurs résultats lorsque la distance entre l'anneau et l'élément 12 dans la cheminée 8 était de l'ordre de quelques centimètres. Le deuxième élément du dispositif selon l'invention désigné généralement par 19 est représenté à la figure 3 est-constitué d'un chapeau 20 venant recouvrir tout ou partie de la cage 12 au dessus des anneaux 7. Dans le mode d'exécution de ce deuxième élément représenté à la figure 3, et dont la disposition est schématisée à la figure 1, le chapeau ne recouvre qu'une partie de la cage puisqu'il est prolongé radialement par des ailettes 21. Ces ailettes qui viennent porter sur la bande 12 permettent de soutenir le chapeau 20. On pourrait naturellement prévoir d'autres formes de chapeaux directement fixés à la cage et la recouvrant en tout ou partie. La forme des ailettes repliées en 22 et soudées en 23 au chapeau a été plus particulièrement prévue pour donner à l'ensemble un aspect esthétique lorsque le dispositif chauffé au rouge est visible à travers un hublot.Ces éléments repliés 22 n'en constituent pas moins un barrage supplémentaire aux vapeurs et aux imbrûlés augmentant la surface du chapeau 20. On a préféré dans le mode d'exécution représenté, dissocier les deux éléments 11 et 19 pour prévoir plus spécialement dans le cas d'une cheminée 8 de grand diamètre, un troisième élément 24 qui augmentera encore la température du brûleur et modifiera le parcours habituel des gaz de combustion dans la cheminée 8. Ce troisième élément est constitué d'une pluralité de lamelles 25 disposées selon une génératrice avec des orifices 26 permettant la circulation des gaz. On a ainsi réalisé un dispositif permettant d'améliorer jus qu'à 20 % le rendement d'un brûleur à gazéification en le maintenant constant du fait de la diminution considérable de l'encrassement par une bombustion en flamme bleue. On a constaté que le dispositif donnait entièrement satisfaction au niveau de l'encrassement, du rendement et donc de l'économie de fuel que ce soit aux allures supérieures ou inférieures. Ce résultat est obtenu par une élévation de la température intérieure du brûleur au moyen des lamelles et du métal déployé portés au rouge ce qui provoque une meilleure gazéification du fuel dont il résulte une élévation de la température des gaz de combustion et des flammes. La modification du parcours habituel des gaz de combustion contribue également à améliorer la qualité de la combustion du brûleur et à obtenir la flamme bleue. Le premier et le troisième éléments épousant la forme du brûleur et le chapeau qui le recouvre modifient le parcours des gaz. Le dispositif situé à égale distance des trous 6 et à tous les niveaux du brûleur favorise un mélange carburant comburant beaucoup plus intime et plus riche qu'à l'origine et un équilibre parfait de la combustion. Placé sur toute la hauteur du brûleur et en son centre, c'est-à-dire à l'endroit même où se développe la flamme le dispositif permet une combustion complète du carbone qui vient brûler sur le métal porté au rouge. Le chapeau coiffant les premier et troisième éléments permet le recyclage des gaz de combustion assurant ainsi une deuxième combustion. Ces gaz sont freinés et dirigés vers le c hapeau. Les particules de carbone qui auraient pu encore s'échapper brûlent complètement au contact du chapeau porté au rouge. Bien que l'invention ait été décrite à propos d'un mode d'exécution particulier, elle couvre également des changements de forme de disposition des deux combinaisons de ses différents éléments tels qu'ils sont revendiqués. REVENDICATIONS 1) Dispositif destiné à améliorer la combustion dans les brû- leurs à mazout du type à gazéification, caractérisé par le fait qu'il est constitué d'un premier élément en forme de cage cylindrique perforez reposant sur le fond du brûleur et disposé dans les anneaux, et d'un deuxième élément ou chapeau venant recouvrir tout ou partie de la cage. 2) Dispositif selon la revendication 1, caractérisé par le fait qu'un troisième élément est disposé à l'intérieur de la cage par fixation à la base inférieure du chapeau ou à la cage. 3) Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fàit que le troisième élément est concentrique à la cage. 4) Dispositif selon la revendication 1, caractérisé par le fait que la cage cylindrique perforée repose sur le fond du brûleur par l'intermédiaire de pieds. 5) Dispositif selon la revendication 1, caractérisé pile fait que la cage cylindrique perforée est formée à partir d'une bande cintrée suivant un diamètre égal au diamètre intérieur des anneaux diminué de quelques centimètres. 6) Dispositif selon la revendication 5, caractérisé par le fait que ladite bande présente des moyens facilitant le blocage d'une position au diamètre désiré. 7) Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait que le chapeau est constitué dlune coupelle centrale sur laquelle sont fixées des ailettes disposées radialement. 8) Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait que le chapeau repose sur le champ du cylindre par l'intermédiaire des ailettes. 9) Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait que le troisième élément est cylindrique et constitué d'une pluralité de lamelles espacées, disposées suivant leur longueur selon une génératrice. 10) Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait que la matière des trois éléments est susceptible d'être portée au rouge par la flamme du brûleur dans des conditions de marche normales.