Brevet FR2355241A1 — publié le 19780113

La présente invention se rapporte à un brûleur à gaz comportant une tuyère adaptée à être parcourue par un mélange de gaz combustible et d'air primaire et ayant une tête formant une sortie de flamme et une chambre de combustion définie par une enveloppe tubulaire coaxiale avec la tuyère et entourant la dite tête, la dite enveloppe tubulaire ayant une admission amont d'air secondaire, et un refoulement aval de gaz brûlés. En général, dans lestbruleurs à gaz de ce genre, l'échange thermique entre la flamme et l'enveloppe au niveau de la chambre de combustion est réalisé surtout par rayonnement et ne profite pas d'un effet notable de convection. Ce dernier effet a cependant une importance particulière pour le rendement lorsque le bru leur est appliqué à un appareil échangeur dans lequel la chambre de combustion est prolongée par un conduit qui est parcouru par les gaz brûlés et qui participe à la chauffe. La présente invention a pour objet un brûleur à gaz du type indiqué, dont le rendement est considérablement amélioré, ceci avec une construction simple et peu onéreuse. Un brûleur à gaz suivant l'invention est caractérisé en ce qu'un obstacle transversal est disposé dans llenveloppe à une distance en aval de la tête telle que le dit obstacle se trouve dans le panache de la flamme, le dit obstacle intéressant la quasi-totalité de la section transversale de l'enveloppe et présentant des passages inclinés sur l'axe de la tuyère et de l'en- veloppe, adaptés à procurer un effet tourbillonnaire Grâce à cette disposition, l'effet de convection du brûleur se trouve augmenté au niveau de la chambre de combustion, ce qui permet d'améliorer le rendement En outre, dans un conduit parcouru par les gaz brûlés et raccordé à l'enveloppe, l'effet tourbillonnaire induit par les passages inclinés de l'obstacle améliore les conditions d'échange. Grâce à ces deux effets, on peut réduire les dimensions de la chambre de combustion et du conduit notamment lorsque celui-ci participe à la chauffe d'un appareil échangeur. Dans une forme d'exécution préférée, l'obstacle est constitué par une série d'aubes ménageant entre elles les passages inclinés qui procurent l'effet tourbillonnaire. De préférence, la tête comporte une veilleuse dont la flamme est adaptée à eoopérer avec l'obstacle. Grâce à cet obstacle, lorsque le conduit parcouru par les gaz brûlés participe à la chauffe dans un appareil échangeur, si la veilleuse est en service à l'exclusion de la flamme principale, cette veilleuse contribue, pour une plus grande part, à la chauffe dans l'appareil échangeur. Ainsi, l'énergie de cette veilleuse se trouve fortement récupérée grâce à l'obstacle. Suivant une autre caractéristique, l'obstacle est prévu en acier austénitique, ce qui permet d'améliorer sensiblement la qualité de la combustion par effet catalytique. Suivant une autre caractéristique encore, l'obstacle est monté sur la tuyère indépendamment de l'enveloppe. Cette disposition permet d'éviter toute complication de la construction au niveau de la chambre de combustion et de faciliter la dépose de la tuyère, pour les besoins de l'entretien. Une forme d'exécution de l'invention est ci-après décrite, à titre d'exemple, en référence aux dessins annexés dans lesquels: la figure 1 est une vue en perspective, avec des arrachements, d'un brûleur à gaz suivant l'invention la figure 2 est une vue en coupe verticale, d'un réservoir accumulateur d'eau chaude incorporant ce brûleur à gaz. Dans la forme d'exécution représentée aux figures 1 et 2, qui concerne, à titre non limitatif, une application de l'invention à un brûleur à gaz pour réservoir générateur d'eau chaude, on voitaux figures 1 et 2, en 10 ce réservoir dont la forme est généralement cylindrique avec un axe vertical. On voit à la figure 2, en 11 une arrivée d'eau froide et en 12 un départ d'eau chaude. Un conduit vertical 13 est raccordé, à son extrémité inférieure, par un raccord tronconique 14, à une chambre de combustion 15 définie par un tronçon tubulaire 16 ouvert à son extrémité inférieure en 17. Le conduit 13 est raccordé à son extrémité supérieure à un tuyau d'évacuation 18. L'ensemble 13-14-15 constitue la source chaude pour la chauffe du réservoir 10. Le conduit 13 est, dans l'exemple représenté, entouré par une chemise cylindrique 19 définissant un passage annulaire 20 pour l'eau entre le conduit 13 et cette chemise 19. Le brûleur à gaz comporte (figure 1) une tuyère 21 adaptée à être parcourue par un mélange de gaz combustible et d'air primaire. La tuyère 21 présente une tête 22 formant une sortie de flamme dont on voit les dards en D et le panache en P. Le tronçon tubulaire 16 constitue une enveloppe coaxiale -avec la tuyère 21 et entourant la tête 22. L'extrémité ouverte 17 forme une admission d'air secondaire, tandis que les gaz brûlés sont refoulés par le conduit 13. Un obstacle transversal 23 est disposé dans l'enveloppe 16 à une distance en aval de la tête 22 telle qu'il se trouve dans le panache P de la flamme. L'obstacle 23 intéresse la quasi totalité de la section transversale de l'enveloppe 16 et présente des passages 24 inclinés sur l'axe de la tuyère et de l'enve- loppe. Les passages 24 sont adaptés procurer un effet tourbillonnaire dans la chambre de combustion 15 dans le raccord 14 et dans le conduit 13. Comme on le voit à la figure 1, l'obstacle 23 est constitué par une rosace ayant une série d'aubes 25 qui ménagent entre elles les passages inclinés 24. La rosace 23 est en acier austénitique et est montée Sur la tuyère 21 par des bras 26, c'est-8-dire indépendamment de l'enveloppe 16. La t8te 22 comporte une veilleuse 27 et un thermo-couple 28. Pendant le fonctionnement avec la flamme principale issue de la tête 22, l'obstacle 23 a pour effet d'améliorer l'échange avec la paroi de l'enveloppe 16 au niveau de la chambre de cou- bustion 15, ce qui augmente la convection et par conséquent le rendement. En outre, la rosace est admise à rougir et favorise le rayonnement tant sur la tete 22 en améliorant la stabilité de la flamme que sur l'enveloppe 16 en augmentant ses performances chauffantes. L'effet tourbillonnaire dans le conduit 13 contribue également à améliorer les eonditions d'échange avec l'eau du réservoir 10, ce qui permet de réduire la dimension du conduit 13 et par conséquent le prix de construction. L'acier austénitique dont est faite la rosace 23, améliore également la qualité de la combustion par effet catalytique. On appréciera que la rosace 23 assure un brassage intense des éventuels imbrûlés avec le comburant au sein du panache P, ce qui a pour effet de compléter la combustion. Pendant le fonctionnement en veilleuse, c'est-S-dire en l'absence de la flamme principale, l'obstacle 23 a pour effet d'améliorer les conditions d'échange et de récupérer ainsi une bonne partie, par exemple 70 %, de l'énergie de la veilleuse. REVEND ICAT IONS 1) Brûleur à gaz comportant une tuyère adaptée à être parcourue par un mélange de gaz combustible et d'air primaire et ayant une tête formant une sortie de flamme, et une chambre de combustion définie par une enveloppe tubulaire coaxiale avec la tuyère et entourant la dite tête, la dite enveloppe tubulaire ayant une admission amont d'air secondaire et un refoulement aval de gaz brûlés, brûleur caractérisé en ce qu'un obstacle transversal est disposé dans l'enveloppe à une distance en aval de la tête telle que le dit obstacle se trouve dans le panache de la flamme, le dit obstacle intéressant la quasi-totalité de la section transversale de l'enveloppe et présentant des passages inclinés sur l'axe de la tuyère et de l'enveloppe, adaptés à procurer un effet tourbillonnaire. 2) Brûleur à gaz suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le dit obstacle est constitué par une série d'aubes ménageant entre elles les dits passages. 3) Brûleur à gaz suivant la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que la tête comporte une veilleuse dont la flamme est adaptée à coopérer avec le dit obstacle. 4) Brûleur à gaz suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que ledit obstacle est en acier austénitique. 5) Brûleur à gaz, suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le dit obstacle est monté sur la tuyère, indépendamment de l'enveloppe.