Brevet FR2619891A1 — publié le 19890303

La présente invention a essentiellement pour objet une tête de brûleur à gaz. Elle vise également des brûleurs de type quelconque équipés de cette tête. On connait déjà des brûleurs à gaz dont le nez est muni de trous ou d'une grille perforée. Dans un tel type de brûleur, l'écoulement du mélange gaz combustible-air comburant au niveau des orifices de sortie du brûleur permet de remédier au phénomène de rentrée de flamme, mais par contre, une bonne stabilité de flamme ou une combustion avec un fort excès d'air, ne peut pas être obtenue. On connait d'un autre côté des brtleurs sans mélange préalable dans lesquels le nez du brûleur se compose d'une arrivée de gaz centrale et d'une arrivée d'air tangentielle sur laquelle est positionné un moyen de mise en rotation ou un déflecteur assurant la divergence du jet d'air qui vient couper le jet annulaire de gaz. Mais là encore, il est très difficile, sinon impossible d'assurer correctement la distribution du gaz combustible par rapport à l'air comburant, de façon à obtenir la qualité et la stabilité de flamme désirées. Aussi, la présente invention a pour but de remédier notamment aux inconvénients ci-dessus en proposant une tête de brûleur perfectionnée qui permet d'obtenir une bonne stabilité de flamme et cela même en présence d'une quantité d'air comburant en excès, et sans aucun risque de rentrée de flamme. A cet effet, l'invention a pour objet une tête de brtleur à gaz comportant une conduite d'arrivée de gaz combustible et, autour de cette conduite, un conduit annulaire pour de l'air comburant qui se mélange au gaz combustible grâce à des moyens de communication prévus au niveau de l'extrémité débouchante de la conduite de gaz combustible, caractérisée en'ce que lesdits moyens de communication sont constitués par une pastille ou analogue comportant : une ouverture de préférence centrale dans laquelle est montée l'extrémité débouchante de ladite conduite de gaz combustible ; des orifices ou premiers orifices ménagés dans la pastille autour de ladite ouverture et communiquant avec le conduite annulaire pour l'air comburant et d'autres orifices ou seconds orifices ménagés radialement dans l'extrémité débouchante de la conduite de gaz et dans la pastille pour assurer la communication de cette conduite de gaz avec au moins certains desdits premiers orifices permettant le passage de l'air comburant. Suivant une autre caractéristique de cette tête, l'axe des premiers orifices précités est sensiblement parallèle au conduit annulaire de passage du gaz comburant ou est incliné par rapport à ce conduit. On précisera encore que les premiers orifices en question peuvent être répartis dans la pastille suivant un ou plusieurs cercles concentriques d'orifices radialement alignés, ou disposés en quinconce. La tête de bradeur selon cette invention est encore caractérisée en ce que la périphérie de la pastille est solidaire du corps du brûleur en laissant ou non un passage pour l'air comburant entre ce corps et la pastille. On peut prévoir au moins une électrode d'allumage fixée sur la conduite de gaz précitée et débouchant dans au moins l'un des premiers orifices précités. Selon encore une autre caractéristique de l'invention, les seconds orifices précités sont réalisés par perçage radial de la pastille depuis sa périphérie externe jusqu'à la conduite de gaz combustible ce après quoi au moins les orifices débouchant à la périphérie externe de la pastille sont obturés. Mais d'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront mieux dans la description détaillée qui suit et se réfère aux dessins annexés, donnés uniquement à titre d'exemple, et dans lesquels - la figure 1 est une vue de côté et en coupe, passant par l'axe de la conduite de gaz combustible, d'une tête de brûleur selon l'invention - la figure 2 est une vue similaire à la figure 1 mais montrant un autre mode de réalisation de cette tette - la figure 3 est une vue en coupe suivant la ligne III-III de la figure 1 et montrant l'organisation des orifices dans la pastille - la figure 4 est une vue similaire à la figure 3 mais montrant une autre organisation des orifices dans la pastille - la figure 5 illustre en coupe un premier mode de réalisation de montage de la tête du brûleur dans le corps de ce brflleur - la figure 6 est une vue similaire à la figure 5 mais montrant un autre mode de réalisation de montage de la tête du brûleur ; et - la figure 7 est une vue semblable à la figure 1 mais montrant une variante d'exécution du dispositif. En se reportant aux dessins annexés, on voit qu'une tête de brûleur conforme à cette invention comprend essentiellement une pastille P revêtant la forme d'un disque perforé d'une certaine épaisseur, cette pastillè comportant une ouverture centrale 1 dans laquelle est montée l'extrémité débouchante 2a d'une conduite, de gaz combustible 2 venant en butée contre la paroi de fond pleine la. La pastille P comprend encore des orifices 3, appelés ici premiers orifices, et qui sont ménagés au travers de la pastille autour de l'ouverture centrale 1 et qui communiquent avec un conduit annulaire pour l'air comburant que l'on a repéré en 4 sur les figures 1, 5 et 6 et qui est formé entre la paroi de la conduite 2 et le corps 5 du brûleur. La pastille P comporte encore d'autres orifices 6 appelés encore seconds orifices ménagés radialement dans l'extrémité débouchante 2a de la conduite 2 et dans la pastille pour assurer la communication de cette conduite 2 avec les premiers orifices 3 dans lesquels passe l'air comburant. Suivant la réalisation visible sur les figures 1 et 5, l'axe des premiers orifices 3 est sensiblement parallèle à la direction longitudinale du conduit annulaire4 dans lequel s'écoule l'air comburant. Suivant le mode de réalisation représenté sur les figures 2 et 6, les premiers orifices 3 s'étendent suivant une direction inclinée par rapport à la direction du conduit annulaire 4 ou à l'axe X-X' de l'ensemble conduite 2 - pastille P. En se reportant à la figure 3, on voit que les premiers orifices 3 peuvent être répartis dans la pastille suivant deux cercles concentriques. On pourrait parfaitement, sans sortir du cadre de l'invention, prévoir plus de deux cercles concentriques d'orifices 3 ou même un seul cercle de tels orifices. Les orifices 3; dans le cas de plusieurs cercles concentriques, peuvent être alignés radialement, comme on le voit bien sur la figure 3. Mais ils peuvent également être disposEs en quinconce, comme on le voit bien sur la figure 4. D'une manière générale, l'invention englobe tous les arrangements possibles des orifices 3 au travers de la pastille P et toutes orientations desdits orifices par rapport à l'axe X-X' de la conduite de gaz combustible 2. Les seconds orifices 6 sont de préférence réalisés par perçage radial de la pastille P depuis sa périphérie externe jusqu'à la conduite de gaz combustible 2. Ceci facilite grandement la fabrication de la pastille P. Après perçage, et comme on l'a montré en 6a et 6b sur les figures 1 et 3, les orifices 6 entre la périphérie externe de la pastille P et le premier cercle d'orifices 3, et les orifices 6 entre les deux cercles d'orifices 3 sont obturés de toute manière appropriée. I1 en résulte, comme on le comprend en se reportant à la figure 1 que, dans ce cas, les orifices 3 les plus extérieurs à la pastille P seront uniquement alimentés en air comburant, alors que les orifices 3 situés en dessous des orifices les plus extérieurs seront alimentés en air comburant et également en gaz combustible grâce aux orifices 6 traversant l'extrémité débouchante 2a de la conduite 2. Le prémélange de gaz combustible et de gaz comburant s'effectuera par conséquent à ce niveau. Mais on pourrait parfaitement laisser ouverts les orifices 6 entre les deux cercles d'orifices 3 de façon que le mélange s'effectue au niveau des deux cercles ou couronnes d'orifices 3. Dans le cas de la disposition en quinconce des orifices 3, comme montré sur la figure 4, seuls les orifices 6 reliant la périphérie externe de la pastille P aux orifices 3 sont obturés, comme on l'a montré en 6c. Comme on le voit sur la figure 5, la pastille P est solidaire du corps 5 du brûleur de façon à laisser un passage 7 pour l'air comburant entre ce corps et la pastille P. Mais la pastille P, comme on le voit sur la figure 6, peut être montée dans le corps 5 du brflleur de façon à ne laisser aucun passage pour l'air comburant. On a montré en 6a sur cette figure, de même que sur la figure 5, l'obturation des orifices prévus sur la périphérie de la pastille P. Dans la réalisation de la figure 5, l'air comburant s'échappant par le passage 7 favorise avantageusement le refroidissement de la paroi interne de l'ouvreau 0, comme matérialisé par les flèches, tandis que, dans la réalisation de la figure 6, où les orifices 3 de passage de l'air comburant sont inclinés, la combustion peut se développer immédiatement dans l'ouvreau 0 qui sera porté à haute température. On remarquera encore ici que, dans la réalisation de la figure 5, le fonctionnement avec un fort excès d'air est favorisé. Revenant aux figures 1 et 2, on voit en 8 une électrode d'allumage fixée sur la conduite de gaz 2 au moyen d'un support approprié 9, et débouchant dans l'un des orifices 3 où s'effectue le mélange du gaz combustible et de l'air comburant. On a montré en 10 sur la figure 1 la plaque arrière du brûleur à laquelle est reliée l'électrode 8. La détection de flamme peut être faite par deux oeilletons destinés respectivement à la visée et à la détection notamment par rayonnement ultraviolet et dont les axes respectifs passent par l'un des orifices 3. Sur la figure 1 a été représenté l'un 11 de ces oeilletons. Dans la variante représentée sur la figure 7, la pastille P est constituée par une sorte de manchon à plateau comprenant un disque ou une plaque de tôle emboutie 13 à orifices 3 contre laquelle est fixée, notamment soudée une bague 14 à orifices radiaux 6 et à orifices 3 respectivement alignés avec ceux de la plaque 13. Le conduit 2 est encastré par sa partie extrême 2a dans l'alésage central 1 de cette bague et est fermé en bout par une portion de paroi de fond pleine la solidaire de la plaque 13 par exemple. La tête de brûleur selon cette invention peut s'appliquer à tout type de brûleur à gaz, étant entendu qu'en fonction des utilisations, on pourra jouer sur le nombre, la répartition et l'inclinaison des orifices 3 pour l'air comburant traversant la pastille P, de même que la pastille P pourra être montée par sa périphérie de manière étanche ou non vis-à-vis de l'air comburant sur le corps du brûleur. On a donc réalisé suivant l'invention une tête de brûleur à gaz qui permet d'obtenir une bonne stabilité de flamme, de travailler en fort excès d'air si on le désire, et qui évite avantageusement tout risque de rentrée de flamme, par le fait que le mélange gaz combustible - air comburant s'effectue à l'intérieur de la pastille ou disque perforé P. Bien entendu, l'invention n'est nullement limitée aux modes de réalisation décrits et illustrés qui n'ont été donnés qu'à titre d'exemple. Au contraire, l'invention comprend tous les équivalents techniques des moyens décrits ainsi que leurs combinaisons, si celles-ci sont effectuées suivant son esprit. REVENDICATIONS 1. Tête de brûleur à gaz comportant uné conduite (2) d'arrivée de gaz combustible et, autour de cette conduite, un conduit annulaire (4) pour de l'air comburant qui se mélange au gaz combustible grâce à des moyens de communication prévus au niveau de l'extrémité débouchante de la conduite de gaz combustible, caractérisé en ce que lesdits moyens de communication sont constitués par une pastille ou analogue (P) comportant : une ouverture (1) de préférence centrale dans laquelle est montée l'extrémité débouchant; (2a) de ladite conduite de gaz combustible (2) ; des orifices ou premiers orifices (3) ménagés dans la pastille (P) autour de ladite ouverture (1) et communiquant avec le conduit annulaire (4) pour l'air comburant ; et d'autres orifices ou seconds orifices (6) ménagés radialement dans l'extrémité débouchante (2a) de la conduite de gaz (2) et dans la pastille (P) pour assurer la communication de cette conduite de gaz avec au moins certains desdits premiers orifices permettant le passage de l'air comburant. 2. Tête selon la revendication 1, caractérisée en ce que l'axe des premiers orifices précités (3) est sensiblement parallèle au conduit annulaire (4) de passage du gaz comburant ou est incliné par rapport à ce conduit. 3. Tête selon la revendication 1 ou 2, caractérisée en ce que les premiers orifices précités (3) sont répartis dans la pastille suivant un ou plusieurs cercles concentriques d'orifices radialement alignés ou disposés en quinconce. 4. Tête suivant l'une des revendications 1 à 3, caractérisée en ce que la périphérie de la pastille (P) est solidaire du corps (5) du brûleur en laissant ou non un passage (7) pour l'air comburant entre ce corps et la pastille. 5. Tête selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisée par une électrode d'allumage (8) fixée sur la conduite de gaz précitée (2) et débouchant dans l'un des premiers orifices précités (3). 6. Tête selon la revendication 1, caractérisée en ce que les seconds orifices précités (6) sont réalisés par perçage radial de la pastille (P) depuis sa périphérie externe jusqu'à la conduite de gaz combustible (2), ce après quoi au moins les orifices débouchant à la périphérie externe de la pastille (P) sont obturés.