Brevet FR2607024A1 — publié le 19880527

"Dispositif pour mélanger deux gaz" L'invention concerne un dispositif pour mélanger deux gaz, en particulier un gaz combustible avec de l'air, tout particulièrement pour chauffer des serres ou simi- laires, le premier des deux gaz affluant par une tuyère dans la trémie d'entrée d'un dispositif mélangeur pré- sentant des sections circulaires, en particulier sur toute sa longueur, et ce faisant, aspirant le second gaz dans la trémie d'entrée pour le mélanger au premier gaz. On connaît à maints égards de tels dispositifs dans des cuisinières à gaz, becs de Bunsen etc. Les dispositifs mélangeurs connus, qui ne s'élargissent en continu en c8ne que faiblement à partir de l'entrée dans le sens d'écoulement des gaz permettent, certes, d'aspirer des quantités d'air relativement importantes, mais présen- tent toutefois l'inconvénient que, lors de l'accroisse- ment de la quantité d'air, le mélange intime de celle-ci au gaz amené par la tuyère est considérablement réduit si bien qu'il peut, en raison de l'insuffisance de ce mélange intime, se former des gaz d'échappement nocifs, en particulier pour les plantes, lorsque l'on brûle le mélange gazeux et qu'on l'utilise pour le chauffage, par exemple de serres. En outre, le mélange intime des deux gaz est, dans ce cas, en grande partie dépendant de la vitesse du jet de gaz combustible qui sort de la tuyère et n'est satisfai- sant que dans un domaine de réglage relativement réduit d'l à 2,5 environ. Ceci étant, l'invention s'est fixé pour but d'améliorer un dispositif du type cité dans le préamble de la reven- dication 1 par des moyens et dispositions simples de manière à obtenir un mélange intime plus intensif que jusqu'à présent qui entraîne également un accroissement du domaine de réglage. En outre, un débit minimal de gaz ne dépassant pas g/h de propane doit être possible. La solution proposée par l'invention est caractérisée en ce qu'une première zone s'élargissant en forme de c8ne dans le sens d'écoulement des gaz avec un angle de cône de 100 à 1200 est prévue dans le dispositif mélangeur entre la trémie d'entrée et le bec de sortie à une certaine distance de ce dernier, zone dont le rapport du petit diamètre au grand diamètre est d'environ de 1 à 1,5 à 3 et que le dispositif mélangeur qui suit pré- sente, jusqu'au bec de sortie, des sections intérieures qui ne sont pas réduites, la portion de conduit du dispositif mélangeur qui se trouve entre la trémie d'entrée et la première zone s'élargissant en forme de c8ne se convertissant d'ailleurs de préférence en première zone, en formant une arête périphérique vive. Ces dispositions font que, lors de l'écoulement dans la zone qui s'élargit spontanément en cône, l'écoulement du mélange gazeux est interrompu - ceci étant favorisé par l'arête vive - et ce, non pas de manière constante à symétrie de révolution mais au contraire de manière pendulaire dans le sens de l'allée tourbillonnaire de Bénard-Karman, si bien que le noyau du jet de gaz est continuellement dévié latéralement dans des zones de forte formation de tourbillons. Cet effet paratt même pour de petits nombres de Reynolds, en raison de l'élar- gissement spontané de la section à arête vive, ce qui entraine un accroissement du domaine de réglage du mélange gazeux de l'ordre d'au moins 1 à 7. En outre, pour la production d'un mélange combustible d'air et de butane ou de propane, on obtient une telle qualité de mélange des deux gaz que la valeur de CO des gaz provenant de la combustion, corrigée avec la valeur de C02, ne dépasse, en aucun régime, la valeur de 0,1 % en volume. Par conséquent, on peut désormais obtenir des gaz provenant de la combustion d'une teneur favorable, non encore atteinte jusqu'à présent, en particulier pour le chauffage de serres ou similaires. De plus, on peut désormais obtenir un débit minimal de gaz ne dépassant pas 10 g/h de propane. Ce faisant, le dispositif conforme à l'invention est également exempt de toute pièce mobile. -/F- Pour améliorer davantage l'effet décrit ci-dessus, il est avantageux de perfectionner le dispositif décrit ci- dessus, comme il est révélé dans les revendications 3 à , la deuxième zone s'élargissant en cône évitant égale- ment de manière sûre que la flamme du mélange gazeux ne s'éteigne par suite de la vitesse élevée du gaz. Un exemple de réalisation de l'invention est représenté dans le dessin et expliqué ci-dessous en détails. Le dessin représente une coupe longitudinale à travers un dispositif pour mélanger un gaz combustible avec de l'air. Dans celui-ci, du gaz combustible afflue par une tuyère 1 dans la trémie d'entrée 2 d'un dispositif mélangeur 3 placé de manière coaxiale par rapport à la tuyère 1 et présentant des sections intérieures circulaires sur toute sa longueur, une montée de pression étant réalisée dans le sens de l'écoulement par échange d'impulsion entre le jet de gaz d'énergie élevée et l'air entratné. Une portion de conduit cylindrique 4 se raccorde à la trémie d'entrée 2, portion de conduit dont le diamètre est égal au plus petit diamètre de la trémie d'entrée 2 et dont la longueur correspond approximativement au triple du diamètre de la portion de conduit. -,s- La portion de conduit 4 se poursuit en une zone 6 s'élargissant en continu dans le sens d'écoulement avec un angle de c8ne de 100 à 120 en formant une arête périphérique vive. Le grand diamètre 7 de cette zone est supérieur au double de son petit diamètre qui est égal au diamètre 8 de la portion de conduit 4. Directement à la suite de la zone 6, il est prévu une autre zone 9 qui s'élargit en continu en c8ne dans le sens d'écoulement des gaz, zone dont le petit diamètre est égal au grand diamètre 7 de la zone 6. Le grand diamètre 10 de la zone 9 est environ 1 fois et demie supérieur au petit diamètre. La longueur 11 de la zone 9 correspond approximativement à dix fois le diamè- tre 8 de la portion de conduit 4. Un accrocheur de flamme 12 du type tamis, connu en soi, est placé sur le bec de sortie du dispositif mélan- geur 3. Toutes les zones du dispositif mélangeur 3 sont placées de manière coaxiale les unes par rapport aux autres. Toutes les nouvelles caractéristiques individuelles et combinées entre elles qui sont révélées dans la descrip- tion et/ou le dessin sont considérées comme essentielles pour l'invention. Revendications: Dispositif pour mélanger deux gaz, en particulier un gaz combustible avec de l'air, tout particuliè- rement pour chauffer des serres ou similaires, le premier des deux gaz affluant par une tuyère dans la trémie d'entrée d'un dispositif mélangeur pré- sentant des sections circulaires, en particulier sur toute sa longueur, et ce faisant, aspirant le second gaz dans la trémie d'entrée pour le mélanger au premier gaz, caractérisé en ce qu'une première zone (6) s'élargissant en cône dans le sens d'écou- lement des gaz avec un angle de c8ne de 100 à 120 est prévue dans le dispositif mélangeur (3) entre la trémie d'entrée (2) et le bec de sortie à une certaine distance de celui-ci, zone dont le rapport du petit diamètre au grand diamètre est d'environ de 1 à 1,5 à 3 et que le dispositif mélangeur (3) qui suit présente, jusqu'au bec de sortie, des sections intérieures qui ne sont pas réduites. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que la portion de conduit (4) du dispositif mélangeur (3) qui se trouve entre la trémie d'entrée (2) et la première zone s'élargissant en c8ne (6) se poursuit en première zone (6) en formant une arête périphérique vive (5). 3. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que la première zone (6) s'élargissant en c8ne dans le sens d'écoulement des gaz se poursuit en une seconde zone (9) s'élargissant en c8ne et allant jusqu'au bec de sortie, zone dont le petit diamètre est égal au grand diamètre (7) de la première zone (6) et que, en plus, la seconde zone (9) présente tout particulièrement un rapport de diamètre entre 1 et 2. 4. Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que la longueur (11) de 'la seconde zone (9) s'élargissant en c8ne est supérieure au diamètre intérieur (8) de la portion de conduit (4), qui se trouve dans le sens d'écoulement des gaz devant la première zone (6), d'environ le facteur (10). -8- 5. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé par un accrocheur de flamme (12), connu en soi, placé sur le bec de sortie du dispositif mélangeur.