Brevet FR2631425A1 — publié le 19891117

"Brûleur à gaz pour appareil à combustion tel que four" L'invention a pour objet un brûleur à gaz pour appareil à combustion tel que four, comportant un conduit relié à une source de gaz combustible et présentant un orifice de sortie. Dans les brûleurs de type atmosphérique, tels que ceux utilisés dans un appareil à combustion tel qu'un four, de l'air est aspiré dans la chambre de mélange par l'action d'aspiration du flux de gaz et cet air est mélangé au gaz pour former un mélange combustible de gaz et d'air. Il est important d'effectuer un mélange uniforme du gaz et de l'air pour obtenir les caractéristiques de combustion optimales. Dans le passé, on a utilisé divers types d'organes de mélange tels qu'ailettes, ventilateurs, déflecteurs et similaires pour obtenir le mélange de gaz et d'air désiré. Il est aussi connu d'utiliser une plaque d'impact à l'extrémité aval de la chambre de mélange. Une plaque d'impact classique se présente sous forme d'un écran ou d'un disque fermant partiellement l'extrémité aval de la chambre de mélange. Une telle plaque d'impact crée une pression de retenue et étale le mélange en combustion en donnant une forme de flamme qui présente une faible longueur axiale. L'invention a pour but de créer un brûleur à gaz de construction perfectionnée et, plus particulièrement, un brûleur de courte longueur axiale ayant des caractéristiques-de mélange améliorées. A cet effet, l'invention concerne un brûleur à gaz du type ci-dessus caractérisé en ce qu'un venturi est disposé en aval de l'orifice de sortie et est muni d'une partie convergente espacée en direction radiale vers l'extérieur à partir de l'orifice de sortie pour créer un passage annulaire de prise d'air, le venturi comprenant également une partie d'étranglement intermédiaire disposée en aval de la partie convergente ainsi qu'une partie divergente disposée en aval de la partie d'étranglement, un déflecteur disposé dans le venturi et ayant une extrémité amont fixée sur la surface intérieure de la partie divergente en un emplacement décalé vers l'aval par rapport a la partie d'étranglement, ce déflecteur ayant une configuration hélicoidale et la partie de ce déflecteur située en aval de l'extrémité amont étant espacée de la partie divergente du venturi sans aucun contact avec elle, une plaque d'impact étant disposée en travers de l'extrémité aval de la partie divergente pour étaler le mélange combustible de gaz et d'air et créer une forme de flamme relativement courte. Suivant un mode de réalisation, la partie du déflecteur qui s'étend vers l'aval à partir de l'extrémité amont, a un diamètre sensiblement constant et est espacée en direction radiale vers l'intérieur à partir de la partie divergente, de sorte qu'elle n'est pas appuyée. Lorsque le gaz et l'air traversant le venturi, la vitesse est accrue et le déflecteur hélicoidal accroit la turbulence pour effectuer une action de mélange efficace. La plaque d'impact, disposée à l'extrémité aval du venturi, crée une pression de retenue dans'le brûleur et étale le mélange combustible en direction radiale en procurant un rendement de combustion accru. L'invention est décrite plus en détail ci- après en se référant aux dessins annexés représentant un exemple de réalisation préférentiel de l'invention, dessins dans lesquels: - la figure.1 est une vue en élévation latérale du brûleur suivant l'invention, certaines parties étant en coupe, - la figure 2 est une coupe effectuée suivant la ligne 2-2 de la figure 1, et - la figure 3 est une vue suivant la ligne 3- 3 de la figure 1. Les dessins représentent un brûleur atmosphérique i à flamme courte destiné à être utilisé dans un appareil à combustion tel qu'un four ou similaire. Le brûleur 1 comporte une plaque de montage sensiblement plane 2 et un tuyau de gaz 3 relié à une source de gaz combustible sous pression est fixé dans une fente de la plaque 2. Le gaz sort du tuyau 3 par un orifice de sortie 4. Un venturi 5 est aussi fixé à l'intérieur d'une ouverture de la plaque de montage 2, ce venturi étant décalé vers l'aval par rapport à l'orifice de sortie 4. Le venturi 5 comporte une partie convergente 6, une partie d'étranglement intermédiaire 7 et une partie divergente 8. Comme représenté sur la figure 1, la partie convergente 6 a un diamètre sensiblement plus grand que celui du tuyau 3. Cette partie est espacée en direction radiale vers l'extérieur à partir de l'orifice de sortie 4 pour créer un passage annulaire 9 à travers lequel de l'air est aspiré dans le venturi par l'action d'aspiration du gaz sortant par l'orifice de sortie 4. Suivant une caractéristique importante de l'invention, un déflecteur 10 est fixé à l'intérieur de la partie divergente 8 du venturi 5, ce déflecteur étant placé à une distance notable en aval de la partie d'étranglement 7. Comme représenté sur la figure 1 et la figure 2, le déflecteur 10 est muni de deux ailettes 11 diamétralement opposées qui sont soudées sur la surface intérieure de la partie divergente 8. Le déflecteur 10 comporte aussi une partie hélicoidale 12 qui s'étend en aval de la partie de liaison amont 11. Le déflecteur 10 est, de préférence, fabriqué en acier ou en acier inoxydable et a une épaisseur relativement grande par rapport au venturi 5. En pratique, le déflecteur a été constitué en acier inoxydable ayant une épaisseur de 15 mm tandis que le venturi a été construit en acier ayant une épaisseur de 7,5 mm. La partie hélicoidale 12 a un diamètre sensiblement constant sur toute sa longueur et est espacée de la paroi de la partie divergente 8, comme représenté sur la figure 1. Comme représenté, le déflecteur 10 ne s'étend que sur une faible fraction de la longueur de la partie divergente 8, les extrémités du déflecteur étant éloignées sensiblement de la même distance de la partie d'étranglement 7 et de l'extrémité aval de la partie divergente 8, respectivement. Dans ces conditions, le déflecteur a une longueur axiale sensiblement égale au tiers de la longueur de la partie divergente 8. Pour un brûleur de 32000 à 53000 kilojoules, la partie hélicoïdale 12 du déflecteur 10 peut présenter' une torsion de 180 environ sur une longueur axiale égale à 25 mm. Une plaque d'impact 13 est montée à l'extrémité aval du venturi 5, cette plaque d'impact étant constituée d'une partie centrale en forme de disque 14 et de plusieurs pattes 15 sensiblement en forme de L qui relient la périphérie de la partie centrale 14 à l'extrémité du venturi 5. Comme représenté sur la figure 1, la partie en forme de disque 14 est décalée vers l'extérieur à partir de l'extrémité aval du venturi. Cette partie en forme de disque 14 a une surface inférieure à la moitié de la surface de l'extrémité aval de la partie divergente 8. La plaque d'impact 13 agit pour créer une pression de retenue sur le brûleur ainsi que pour étaler le mélange de gaz et d'air en direction radiale vers l'extérieur, ce qui donne une forme de flamme courte. Un organe d'allumage classique ou élément à flamme pilote, non représenté, peut être monté sur la plaque 2 au voisinage de l'extrémité aval du venturi 5 pour allumer le mélange de gaz et d'air. En fonctionnement, l'écoulement du gaz à travers l'orifice de sortie 4 aspire de l'air par action d'aspiration à travers le passage annulaire 9. La vitesse du mélange est accrue lorsqu'il passe de la partie d'étranglement 7 dans la partie divergente 8. Le déflecteur 10 crée un écoulement tourbillonnaire, turbulent, du mélange destiné à accroître l'effet de mélange. La plaque d'impact 13 agit pour étaler le mélange combustible en direction radiale vers l'extérieur, ce qui donne une forme de flamme courte. Le brûleur suivant l'invention procure un mélange amélioré du gaz et de l'air sur une longueur axiale relativement courte, ce qui améliore le rendement de fonctionnement. REVENDICATIONS 1 - Brûleur à gaz (1) pour appareil à combustion tel que four, comportant un conduit (3) relié à une source de gaz combustible et présentant un orifice de sortie (4) caractérisé en ce qu'un venturi (5) est disposé en aval de l'orifice (4) de sortie et est muni d'une partie convergente (6) espacée en direction radiale vers l'extérieur à partir de l'orifice de sortie (4) pour créer un passage annulaire de prise d'air, le venturi comprenant également une partie d'étranglement intermédiaire (7) disposée en aval de la partie convergente ainsi qu'une partie divergente (8) disposée en aval de la partie d'étranglement, un déflecteur (10) disposé dans le venturi (5) et ayant une extrémité amont fixée sur la surface intérieure de la partie divergente en un emplacement décalé vers l'aval par rapport à la partie d'étranglement, ce déflecteur ayant une configuration hélicoidale et la partie (12) de ce déflecteur située en aval de l'extrémité amont étant espacée de la partie divergente (8) du venturi sans aucun contact avec elle, une plaque d'impact (13) étant disposée en travers de l'extrémité aval de la partie divergente (8) pour étaler le mélange combustible de gaz et d'air et créer une forme de flamme relativement courte. 2 - Brûleur à gaz selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'extrémité amont du déflecteur (10) comporte deux ailettes opposées (11) s'étendant en direction radiale et fixées sur la partie divergente (8). 3 - Brûleur à gaz selon la revendication 2, caractérisé en ce que la partie (12) du déflecteur (10) située en aval des ailettes (11) a un diamètre sensiblement constant sur toute sa longueur. 4 - Brûleur à gaz selon la revendication 1, caractérisé en ce que la plaque d'impact (13) comporte c7 une partie centrale (14), disposée sensiblement en alignement axial avec le venturi, et plusieurs pattes (15) reliant la partie centrale (14) au venturi (5). - Brûleur à gaz selon la revendication 4, caractérisé en ce que la partie centrale (14) est espacée en direction longitudinale au-delà de l'extrémité aval de la partie divergente (8), les pattes (15) reliant la périphérie de la partie centrale (14) à l'extrémité aval. 6 - Brûleur à gaz selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que le déflecteur (10) présente une extrémité aval espacée d'une distance notable de l'extrémité aval de la partie divergente, des moyens (11) assurant la fixation de l'extrémité amont du déflecteur (10) sur la partie divergente (8), la partie (12) du déflecteur qui s'étend en aval de son extrémité amont étant de forme sensiblement hélicoïdale et présentant un diamètre sensiblement constant sur toute sa longueur en étant espacée de la surface intérieure de la partie divergente (8), la plaque d'impact (13) étant décalée en direction longitudinale au-delà de l'extrémité aval de la partie divergente pour étaler le mélange de gaz et d'air et créer une forme de flamme relativement courte. 7 - Brûleur à gaz selon la revendication 6, caractérisé en ce que la partie hélicoïdale (12) du déflecteur (10) présente une torsion de 180 environ sur une longueur axiale égale à vingt-cinq millimètres. 8 - Brûleur à gaz selon la revendication 7, caractérisé en ce que le déflecteur (10) et le venturi (5) sont tous les deux constitués en métal, le déflecteur ayant une épaisseur supérieure à celle du venturi. 9 Brûleur à gaz selon la revendication 6, caractérisé en ce que la longueur du déflecteur (10) est approximativement égale à un tiers de la longueur de la partie divergente (8). - Brûleur à gaz selon la revendication 9, caractérisé en ce que les extrémités longitudinales du déflecteur (10) sont disposées pour être sensiblement équidistantes des extrémités correspondantes de la partie divergente (8).