Brevet FR2615595A1 — publié le 19881125

lispositit de aistributionr. d'air pour brûleur à air souttle La présente invention concerne un dispositif de distribution d'air pour bruleur a air souffle, du type comprenant, en aval d'une turbine disposee iateralement par rapport au brûleur, un certain nombre de tentes longitudinales reparties sur une surface cylindrique disposée axialement par rapport au brûleur et un boisseau susceptible d'être actionne dans le sens axial afin d'obturer partiellement lesdites fentes en vue du réglage de l'admission d'air. Dans les brûleurs à air souffle, fonctionnant au fioul, au gaz naturel, ou à d'autres combustibles, on réalise le mélange air-combustible, ou plus généralement comburant-combustible, dans un tube de flamme comprenant un accroche-flamme dont le but est de mettre en rotation une masse d'air. De plus, le melange intime air-combustible doit être le plus homogène possible afin d'obtenir une combustion complete. On prévoit donc un exces d'air, mais pour des raisons de rendement, celui-ci devra être le plus reduit possible. Cependant, pour éviter les traces de produits de combustion incomplète, aucune zone du mélange, donc de la flamme, ne doit se trouver localement en défaut d'air. Par ailleurs, l'air comburant qui passe dans le tube de flamme se divise genéralement en un flux d'air dit primaire, mis en rotation par l'accroche- flamme, qui se mélange directement avec le combustible, et un flux d'air dit secondaire, passant autour de l'accroche-flamme et qui a pour fonction de "pincer" la flamme et d'aérer son pourtour. Il apparaît donc à l'évidence qu'il est très important d'obtenir une homogénéité des vitesses d'air dans le tube de flamme, en avant de l'accroche- flamme. En outre, un brûleur est étudié pour répondre à une certaine gamme de puissance comprise entre une puissance maximale et une puissance minimale. Par suite, comme la qualité de la combustion doit être maintenue sur toute la gamme de puissance, il est nécessaire, une fois le débit calorifique fixé, d'ajuster le débit d'air à sa juste valeur. Or, les dispositifs de distribution d'air connus jusqu'à maintenant ne permettent pas d'assurer, quel que soit le débit d'air, une distribution parfaitement homogène. Généralement, on constate une baisse de la qualité du mélange lorsque la puissance diminue et cela est particulièrement sensible lorsque le combustible utilisé est le fioul et que la puissance atteint le bas de gamme des puissances de chauffage domestique, soit environ 10 à 15 kW. La présente invention a donc pour but principal de remédier à ces inconvénients et, pour ce faire, elle a pour objet un dispositif de distribution 2615 5 9 5 -2- d'air du type susmentionné qui se caractérise essentiellement en ce que la section de passage desdites fentes augmente progressivement au fur et a mesure que l'on se trouve plus éloigné du flux d'air engendre par la turbine. Grace a cette disposition, il est possible d'égaliser les débits en fonction de la direction générale du flux d'air et donc d'obtenir une plus grande homogénéité dans le tube de flamme. De préférence, les fentes ont un profil en forme de pointe et sont orientées par rapport au boisseau de manière que la pointe corresponde au débit d'air le plus faible. On obtient ainsi une précision de réglage à peu près constante sur toute la gamme de puissance du brûleur. Dans une forme de réalisation particulière de l'invention, le profil des fentes est conçu de manière que la variation de section de passage entre les différentes fentes évolue en fonction de la position axiale du boisseau. De préférence, la variation est pratiquement nulle pour les faibles débits d'air, croissante pour les débits moyens et constante pour les grands débits. En effet, pour les faibles débits, l'équilibre s'effectue automatiquement, étant donné que la perte de charge est importante, tandis que pour les grands debits, on recherche surtout l'ouverture maximum. Une forme d'exécution de 1' invention est décrite ci-après a titre d'exemple, en référence aux dessins annexés dans lesquels: - la figure 1 est une vue en coupe longitudinale d'un brûleur à fioul équipe d'un dispositif de distribution d'air soufflé conforme à l'invention; - la figure 2 est une vue en bout du couvercle de la tête de combustion; - la figure 3 est une vue en coupe suivant la ligne III-III de la figure 2; la figure 4 est une vue du côté intérieur du couvercle de la tête de combustion; - la figure 5 est une vue en coupe suivant la ligne V-V de la figure 4; et - la figure 6 est une vue développée des fentes prévues sur le couvercle de la tête de combustion. Le brûleur représenté sur la figure 1 comprend tout d'abord, de façon connue en soi, un tube de flamme ou canon 1 à l'intérieur duquel est disposé un injecteur de combustible 2. Le tube de flamme 1 est fixé sur un carter cylindique 3 dans lequel débouche latéralement une gaine 4 équipée d'une turbine --3- destinée à souffler de l'air à l'intérieur du brûleur. De l'autre côté, le carter est obture par un couvercle 6, communément désigné sous le nom de couvercle de tête de combustion. L'injecteur de combustible 2 est centré à l'intérieur du tube de flamme 1 par l'intermédiaire d'un manchon coulissant 7 sur lequel sont fixées quatre ailes 8 venant prendre appui sur la paroi intérieure du tube. L'injecteur se termine par un gicleur 9 et devant le gicleur est disposé un accroche-flamme 10 pourvu en son centre de découpes embouties 11. L'accroche-flamme est fixé sur l'extremité avant des ailes 8 et prend appui à sa périphérie sur six ailettes 12 solidaires de la paroi du tube de flamme 1. L'air soufflé à l'intérieur du brûleur par la turbine 5 se divise ainsi en un flux primaire mis en rotation par les decoupes 11 et un flux secondaire qui passe autour de l'accroche-flamme 10. La position de l'accroche-flamme par rapport au gicleur 9 peut être réglée au moyen d'une vis de fixation 13 destinée à rendre le manchon coulisant 7 solidaire de l'injecteur. A l'arrière, l'injecteur est prolongé par un tube 14 d.'amenée du combustible, par exemple du fioul, qui traverse axialement le couvercle 6 par l'intermédiaire d'une ouverture 15. Un bouton de réglage 16, accessible de l'exterieur et coopérant avec une partie filetée du tube 14, permet d'ajuster la position de l'ensemble inJecteur/accroche-flamme à l'intérieur du tube de flamme 1. La rotation de cet ensemble est empêchée par une languette 17, solidaire du tube 14 et venant en prise dans une fente 18 prévue sur le couvercle 6. Sur l'injecteur 2 est également prévu un préchauffeur électrique de combustible 19, dont le câble d'alimentation 20 traverse le couvercle 6 par l'intermédiaire d'une ouverture 21. L'allumage du brûleur s'effectue au moyen de deux électrodes telles que 22, supportées chacune par un porte-électrode 23 et dont le câble d'alimentation haute-tension 24 traverse le couvercle par l'intermédiaire d'une ouverture 25. Ainsi qu'on peut le voir plus clairement sur les figures 2 et 3, le couvercle 6 comporte en outre un oeilleton d'inspection 26 et une ouverture 27 pour la mise en place d'une cellule photorésistante 28 permettant de détecter la présence de la flamme. Par ailleurs, le couvercle 6 est pourvu sur sa paroi interne d'une surface cylindrique 29, disposée axialement par rapport au brûleur et dans laquelle sont ménagées un certain nombre de fentes longitudinales 30 par l'intermédiaire desquelles l'air soufflé par la turbine 5 pénètre à l'intérieur du 26 15595 4- brûleur. La section de passage de ces fentes 30 est contrôlée au moyen d'un boisseau cylindrique 31, placé à l'intérieur de la surface cylindrique 29 et qui est susceptible de se déplacer axialement sous l'action d'un système à vis 32 et écrou 33. La vis 32 est montée rotative dans une ouverture 34 du couvercle 6 de manière à être accesible de l'extérieur, tandis que l'écrou 33 est rendu solidaire du boisseau 31 par l'intermédiaire d'une languette 35. De plus, cette languette 35 fait saillie à l'extérieur à travers une fente 36 du couvercle, formant ainsi une réglette 37 qui est avantageusement pourvue de graduations permettant de contrôler la position du boisseau. Conformément à la présente invention, la section de passage des différentes fentes 30 n'est pas identique sur toute la périphérie de la surface 29, mais augmente progressivement au fur et à mesure que l'on se trouve plus éloigné du flux d'air engendré par la turbine 5. Autrement dit, les fentes ménagées dans la surface cylindrique 29 sont plus petites du côté de la turbine 5 que du côté opposé, ceci en vue d'égaliser les débits d'air en fonction de la direction générale du flux. Dans l'exemple de réalisation particulier décrit ici et ainsi qu'on peut le voir plus clairement sur les figures 4 à 6, six fentes 30, délimitées par des saillies 38, ont été prevues dans la surface cylindrique 29. De plus, ces fentes sont réparties par paires de part et d'autre part de l'axe de symétrie 39 du flux engendré par la turbine. Les deux fentes les plus petites 301 sont situées en face du flux d'air, les deux fentes moyennes 302 sont situées latéralement et les deux fentes les plus grandes 303 sont situées à l'arrière. En réalité et comme cela ressort très clairement de la figure 6, chaque fente est double du fait de la présence au centre d'une dent triangulaire symétrique à double-pente 40. La section de passage de la fente dépend ainsi à la fois de la hauteur totale de la dent et de la hauteur du changement de pente. Grâce à cette disposition, la variation de section de passage, ou dissymétrie, entre les différentes fentes, évolue en fonction de la position axiale du boisseau 31. Pour les faibles débits d'air, correspondant à une faible puissance du brûleur, les fentes sont presque entièrement masquées. Seul le fond des fentes reste ouvert et ce fond a une forme en pointe permettant d'obtenir une grande précision de réglage. On notera en outre que Jusqu'à une hauteur h correspondant au changement de pente de la plus petite dent 40, la variation de la section de passage entre les différentes fentes est pratiquement nulle. En effet, pour les 2 6 1.s 5 9 5 -5- faibles débits, la perte de charge est importante et l'équilibre se retablit automatiquement au niveau des entrées d'air. Au contraire, au-dela d'une hauteur H correspondant à la hauteur totale de la plus grande dent 40, la variation de section de passage entre les différentes fentes est constante. En effet, pour les grands débits d'air, la perte de charge la plus importante se produit au niveau de l'accrocheflamme 10. Le débit d'air est suffisant pour se répartir de lui-même et l'objectif est alors de donner la section de passage la plus grande possible. Dans la zone médiane comprise entre les hauteurs h et H, la dissymétrie entre les différentes fentes prend toute son importance. Elle croît progressivement et permet ainsi d'obtenir une distribution parfaitement homogene de l'air dans le tube de flamme, quel que soit le débit. REVENDICATIONS 1. Dispositif de distribution d'air pour brûleur à air souffle, du type comprenant, en aval d'une turbine (5) disposée latéralement par rapport au brûleur, un certain nombre de fentes longitudinales (30)réparties sur une surface cylindrique (29) disposée axialement par rapport au brûleur et un boisseau (31) susceptible d'être actionné dans le sens axial afin d'obturer partiellement lesdites fentes en vue du réglage de l'admission d'air, caractérise en ce que la section de passage desdites fentes (30) augmente progressivement au fur et à mesure que l'on se trouve plus éloigné du flux d'air engendre par la turbine (5). 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que les fentes (30) ont un profil en forme de pointe et sont orientées par rapport au boisseau de manière que la pointe corresponde au débit d'air le plus faible. 3. Dispositif selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que le profil des fentes (30) est conçu de manière que la variation de section de passage entre les différentes fentes évolue en fonction de la position axiale du boisseau (31). 4. Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que la variation est pratiquement nulle pour les faibles débits d'air, croissante pour les débits moyens et constante pour les grands débits.