Brevet FR2492054A1 — publié le 19820416

Dans les brûleurs à gaz-à ventilateur, ce dernier est généralement un ventilateur centrifuge propulsant l'air de combustion jusqu'à la zone de mélange air-gaz du brûleur. A ce point précis, le mélange air-gaz est enflammé et il brûle sous la forme d'une torche. Ce système donne toute satisfaction tant sur le plan du fonctionnement que sur celui du rendement. Le seul inconvénient - et il est de taille - est son bruit de combustion. Ce bruit provient du fait que la flamme prend naissance à une certaine distance des trous d'injection et se trouve, par conséquent, dans une région ou le mélange air-gaz est en voie de formation. Par suite des variations inévitables de la proportion air-gaz, la naissance de la flamme oscille dans un mouvement de va-et-vient sur une courte distance, certes, mais à une cadence très rapide, ce qui engendre le bruit caractéristique de ce type de combustion. La présente invention remédie à cet inconvénient ; elle permet de supprimer ce bruit à peu près complètement. A cet effet, le brûleur à gaz qui fait l'objet de la présente invention, dans lequel l'air de combustion, produit par un ventilateur centrifuge, est propulsé jusqu'à une zone de mélange air-gaz, est essentiellement caractérisé- par le fait que l'air de combustion produit par le ventilateur est comprimé dans un avant-foyer, lequel est en communication avec la zone de mélange air-gaz. Le mélange air-gaz est effectué suivant le système actuellement utilisé, qui est très simple. Le mélangeurair gaz du brûleur se prolonge par une ou plusieurs rampes cylindriques percées de trous très petits et la combustion s'opère à partir de ces trous, comme sur les brûleurs à rampes dits. "atmosphéri- ques". La combustion est alors très silencieuse. On décrira plus en détail ci-après, à titre indicatif et nullement limitatif, un mode préféré de réalisation de la présente invention en référence au dessin annexé sur lequel La figure 1 est un schéma d'un brûleur à gaz à ventilateur classique ; La figure 2 est une vue schématique en coupe verticale d'une chaudière équipée d'un brûleur à ventilateur conforme à la présente invention. Le brûleur 1 représenté sur la figure 1, alimenté en gaz par le conduit 2, comporte un ventilateur centrifuge 3 propulsant l'air de combustion jusqu'à la zone 4 de mélange airgaz où ce dernier est enflammé. Comme cela a été exposé dans le préambule de la présente description, ce système possède l'inconvénient 3majeur d'être très bruyant, inconvénient. qui est supprimé dans une très large mesure avec le dispositif de la figure 2. Le brûleur représenté sur cette figure se compose d'un avant-foyer 6, d'un ensemble de brûleur 7 pénétrant dans la chambre de combustion 8 de la chaudière 5. L'avant-foyer 6 est délimité par un caisson vertical étanche 9, par exemple de forme parallélépipédique, à la partie supérieure duquel est logé un ventilateur centrifuge 10 avec son moteur 11. Le caisson 9 renferme également un ensemble classique 12 de contrôle, de régulation et de sécurité de la chaudière 5. Par ailleurs, le caisson 9 présente, à sa partie inférieure un orifice circulaire 13 pour le passage du brûleur 7. On prévoiera avantageusement que la façade 14 du caisson 9 située en face de l'orifice 13 soit démontable. La zone du foyer 8 de la chaudière 5 est délimitée par une enveloppe verticale 15, par exemple cylindrique, à la partie supérieure de laquelle est disposé un échangeur 16 q9i, etant classique, n'a pas été représenté en détail. Les gaz brûlés sont susceptibles de s'échapper de l'enveloppe 15 par un tuyau latéral 17 situé au-dessus de l'échan- geur 16. L'enveloppe 15 comporte, à sa partie inférieure, un orifice circulaire 18, disposé en regard de l'orifice 13 de l'avant-foyer 6. pour le passage de la rampe 19 du brûleur 7. Ce dernier comporte en effet une rampe cylindrique 19 disposée horizontalement, ouverte à l'une de ses extrémités, et engagée par son extrémité fermée 19b dans le caisson 9, le cylindre 25a (qui sera décrit ci-après, et l'enveloppe 15.La rampe 19 se trouve alors à l'intérieur du foyer & .e la-chau- dière 5 pratiquement ;jusqu'au voisinage de l'enveloppe 15 sur une zone 20 dite de sortie de flamme. Cette zone 20 est percée de multiples couronnes de petits trous 21 par lesquels sort le mélange air-gaz . Cette sortie par de multiples petits trous - dont le diamètre est d'environ 8/10 mm - interdit tout retour de flamme aux orifices d'injection du gaz. Par ailleurs, cette zone perforée 20 du brûleur 7 est munie de bagues operculantes 22 que l'on rapproche plus ou moins les unes des autres afin de dégager le nombre de trous nécessaire pour obtenir la surface de sortie de flamme désirée en fonction de la forme du foyer de la chaudière, tout en conservant la bonne section de sortie de ces flammes. Deux bagues 22 seulement ont été représentées sur la figure 2 afin de ne pas surcharger le dessin. La partie de la rampe 19 qui est située hors de l'enveloppe 15 et dont l'avant pénètre dans -le caisson 9 constitue la zone de mélange air-gaz 23. A cet effet, elle comporte, au voisinage de son extrémité ouverte 19a et dans la région située à l'intérieur du caisson 9,une couronne de trous d'injection de gaz 24, et elle est entourée d'une chemise annulaire 25 qui fait office de collecteur de gaz, dans laquelle ce dernier arrive par une tubulure latérale 26 qui se trouve par conséquent entre les caissons 9 et 15 et sur le trajet de laquelle on aura disposé une électrovanne de commande 27,de régulation de pression etc... La section d'entrée d'air 19a de la zone de mélange 23 sera réglée au moyen d'un noyau cylindro-conique 28 que l'on peut faire pénétrer plus ou moins dans le corps de brûleur 19. En réduisant la section d'entrée d'air, on augmentera la vitesse de celui-ci en vue d'obtenir le parfait mélange air-gaz et de se rapprocher de la combustion stoechiométrique. Une telle disposition est tout-à-fait classique pour les brûleurs à ventilateur. Conformément à la présente invention, on a prévu la possiblité de montage et de remontage aisé de la rampe 19 A cet effet, le collecteur de gaz 25 a été rendu indépendant de cette dernière. La chemise annulaire qui constitue le collecteur 25 est alors à double paroi, la paroi interne 25a formant un cylindre coaxial à la rampe 19 et présentant une couronne de trous 25b en regard des trous 24 de cette rampe 19. On notera que le diamètre des trous 24 est supérieur à celui des trous 25b, afin de faciliter l'injection du gaz. La paroi 25a se prolonge jusqu'à ltenveloppe 15 où elle forme une bride de fixation 29 du brûleur 7 à ladite enveloppe 15. De même, la paroi externe 25c de la chemise annulaire 25 est munie d'une bride de fixation 30 du brûleur 7 au caisson 9. Le cylindre-brûleur 19 est susceptible de coulisser à frottement doux à l'intérieur du collecteur 25 ; une goupille de positionnement 33 de la rampe 19 par rapport au collecteur 25 est prévue afin de rendre plus précises les opérations de montage et de remontage de la rampe 19. En effet, des visites de maintenance du brûleur doivent être effectuées à intervalles réguliers. La partie rampe du brûleur étant la partie essentielle à vérifier, cette opération peut, conformément à la présente invention, être effectuée d'une manière simple et rapide I1 suffit, après avoir ouvert le caisson 9 par sa paroi avant 14 et après avoir enlevé la goupille de positionnement 33, de faire venir à soi la rampe 19 et de la sortir à l'extérieur du caisson 9 pour la vérifier et, le cas échéant, la nettoyer audedans et au-dehors. Des électrodes 31, 32 allument le brûleur 7 et contre lent la sécurité. Le fonctionnement est le suivant Le ventilateur 10 met en surpression l'avant-foyer 6. L'air s'engouffre dans le mélangeur 23 (comme indiqué par les flèches) et se mélange au gaz qui arrive en 26 après avoir été contrôlé par l'électro-vanne 27, et qui est distribué par les trous d'injection25b. Ce mélange brûle silencieusement dans la zone 20 décrite plus haut. Les éléments de contrôle et de sécurité 12 sont protégés de tout choc ainsi que de la chaleur du foyer 8 et des poussières, du fait de leur integration dans un caisson 9 qui est lui-.merefroidi par l'air frais de combustion en provenance du ventilateur 10. Il est du reste bien entendu que le mode de réalisation du brûleur selon l'invention qui a été décrit ci-dessus en référence au dessin annexé a été donné à titre indicatif et nullement limitatif et que des modifications peuvent être apportées sans que l'on s'écarte pour autant du cadre de la présente invention. REVENDICATIONS 1. Brûleur à gaz à combustion silencieuse dans lequel l'air de combustion, produit par un ventilateur centrifuge, est propulsé jusqu'à une zone de mélange air-gaz, caractérisé par le fait que l'air de combustion produit par le ventilateur (10) est comprimé dans un avant-foyer (6), lequel est en communication avec la zone de mélange air-gaz (23). 2. Brûleur à gaz selon la revendication 1, Caractérisé par le fait que l'avant-foyer (6) est délimité par un caisson étanche (9) dans lequel est logé le ventilateur centrifuge (10) avec son moteur (11) et qui renferme également un ensemble classique (12) de contrôle, de régulation et de sécurité de la chaudière (5). 3. Brûleur à gaz selon la revendication 1 ou 2, caractérisé par le fait que le caisson (9) présente un orifice (13) permettant d'y engager le brûleur par sa partie antérieure (1-9b), la partie (23) du brûleur 7 située dans le caisson (93 formant le début de la zone de mélange air-gaz, laquelle comporte une couronne de trous d'injection (25b) se trouvant à l'intérieur du caisson (9) et est entourée d'une chemise annulaire (25) faisant office de collecteur de gaz. 4. Brûleur à gaz selon la revendication 3, caractérisé par le fait que le collecteur de gaz (25) est rendu indépendant de la rampe proprement dite (19). 5. Brûleur à gaz selon la revendication 4, caractérisé par le fait que le collecteur (25) est à double paroi, sa paroi interne (25a) formant un cylindre coaxial à 1n rampe (19) et présentant une couronne de trous (25b) situés en regard des trous (24) de cette rampe (19), et par le fait que celle cri est suscep tible de coulisser à frottement doux à l'intérieur de ce collec teur (25) lequel présente des moyens de fixation au caisson (9) et à l'enveloppe (15) du foyer (8) de la chaudière (5) dans lequel vient se situer la zone (20) de sortie de flamme de la rampe (19), qui est à cet effet parsemée de petits trous (21). 6. Brûleur selon la revendication 5, caractérisé par le fait qu'unie clavette (33) fait office de moyen de positionnement de'la rampe (19) par rapport au collecteur (25), afin de faciliter le montage et le démontage de ladite rampe (19). 7. Brûleur selon la revendication 5, caractérisé par le fait que le collecteur (25) présente des brides (30) et (29) permettant sa fixation respectivement au caisson (9) et à lten- veloppe (15). 8. Brûleur selon la revendication 5, caractérisé par le fait que le diamètre des trous (24) pratiqués dans la partie (23) de la rampe (19) est supérieur à celui des trous (25b) du collecteur (25). 9. Brûleur selon l'une quelconque des revendications 2 à 8, caractérisé par le fait que la paroi (14) du caisson (9) opposée à celle sur laquelle est fixée le mélangeur air-gaz (23) est démontable, ce qui permet d'avoir facilement accès au brûleur (7). 10. Brûleur selon l'une quelconque des revendications 3 à 9, caractérisé par le fait qu'il peut comporter plusieurs rampes (19). 11. Chaudière à gaz équipée d'un brûleur tel que défini à l'une quelconque des revendications 1 à 10.