Brevet FR2645627A1 — publié le 19901012

BLOC-BRULEUR A GAZ POUR APPAREIL DE CHAUFFAGE A TUBE RADIANT La présente invention concerne les appareils de chauffage à tube radiant utilisant, en tant qu'énergie de chauffage, la combustion d'un gaz combustible prélevé à partir d'un réseau de distribution. Par appareil de chauffage à tube radiant, il convient de considérer toutes les structures actuellement connues incluant les systèmes à tube continu, bien que l'invention trouve une application particulière préférée aux appareils de chauffage à caractère unitaire du type de ceux à tube en épingle. Les appareils du type ci-dessus comportent un bloc brûleur destiné à assurer plusieurs fonctions simultanées. La première est celle de supporter le brûleur proprement dit, ainsi que ces accessoires de fonctionnement. La seconde est d'assurer l'alimentation en air de combustion du brûleur. La troisième est celle de raccordement au tube dans leouel la flamme du brûleur se développe. Les blocs-brûleurs actuellement connus peuvent être considérés comme ne donnant que moyennement satisfaction pour assurer les fonctions ci-dessus en raison d'une conception structurelle ne permettant pas un montagedémontage du groupe brûleur en vue de son entretien ou son changement et/ou n'assurant pas une protection efficace, notamment contre les retours de flamme des appareils d'alimentation, de contrôle et de pilotage du fonctionnement du brûleur. Un autre inconvénient des blocs-brûleurs connus réside dans le fait qu'ils sont généralement mal adaptés pour assurer une admission d'air secondaire dans des conditions de plage de température favorable à l'établissement d'une bonne combustion. Un inconvénient supplémentaire des blocs-brûleurs connus réside dans le fait qu'ils sont aussi généralement mal adaptés structurellement pour assumer, sous un encombrement le plus faible possible, les fonctions de combustion et d'extraction devant nécessaireaent être assurées pour aboutir à un fonctionnement 264562? optimal d'un appareil de chauffage à tube en épingle. L'objet de La présente invention est de remédier aux inconvénients cidessus en proposant un nouveau bloc-brûleur particulièrement conçu pour répondre aux objectifs recherchés, en étant de construction simple et de montage aisé, pouvant faire intervenir la construction de sous-ensembles fonctionnels indépendants à même d'être réunis en une dernière opération simple de montage et d'adaptation pour constituer un bloc-brûleur directement adaptable sur un appareil de chauffage à gaz. Pour atteindre les objectifs ci-dessus, le bloc-brûleur conforme à l'invention est caractérisé en ce que: - le carter forme une bride de montage d'un caisson porteur, comporte dans sa chambre de mélange et de combustion un croisillon de centrage et déLimite un circuit d'admission d'air, - le caisson comporte une cloison pare-feu le divisant en une chambre d'admission d'air primaire et en un compartiment de protection, et le groupe brûleur comprend un support adaptable sur le caisson et portant, d'une part, une électrovanne d'alimentation disposée dans le compartiment de protection et, en relation avec cette dernière, d'autre part, un brûleur traversant la cloison pare-feu, s'étendant dans la chambre d'admission d'air primaire et dans la chambre de méLange et de combustion et possédant une tête de combustion centrée et portée par le croisillon. Diverses autres caractéristiques ressortent de la description faite ci-dessous en référence aux dessins annexés qui montrent, à titre d'exemple non limitatif, une forme de réalisation de l'objet de l'invention. La fig. 1 est une vue schématique d'un appareil de chauffage à tube radiant comportant un bloc-brûleur conforme à l'invention. La fig. 2 est une coupe-élévation prise, à plus grande échelle, sensiblement selon le plan II-II de la fig. 1. La fig. 3 est une vue en plan prise selon la ligne III-III de la fig. 2. La fig. 4 est une vue latérale prise selon la ligne IV-IV de la fig. 3. La fig. 5 est une coupe transversale partielle prise selon la ligne V-V de la fig. 2. La fig. 6 est une coupe-élévation axiale montrant, à plus grande échelle, des détails constructifs de l'un des éléments selon la fig. 2. La fig. 1 montre un appareil de chauffage 1 comprenant un bloc-brûleur 2 et un tube radiant 3 associé à un réflecteur 4. Selon l'exemple représenté, le tube radiant 3 est constitué par un segment de tube aller 5 et un segment de tube retour 6 à partir duquel une extraction mécanique des gaz de combustion est effectuée. IL doit être considéré que l'objet de l'invention, pour partie au moins, s'applique également aux appareils de chauffage qui sont constitués par un tube continu non obligatoirement conformé en épingle. Dans tous les cas, l'appareil de chauffage est destiné à être maintenu en hauteur dans un local à chauffer par l'intermédiaire de moyens de suspensions tels que 7. Le bloc-brûleur désigné dans son ensemble par la v référence 2 est constitué d'un carter 10 supportant, en relation avec un caisson porteur 11, un groupe brûleur 12 destiné à être raccordé à un réseau 13 de distribution d'un gaz combustible sous pression. Le carter 10 est réalisé, comme représenté aux fig. 2 à , pour délimiter une chambre 14, dite de mélange et de combustion, s'ouvrant à partir d'une bride 15 de montage du caisson 11. La chambre 14 est prolongée, de préférence à l'opposé de la bride 15, par un manchon 16 de raccordement d'un tube radiant 5, par exemple emboîté intérieurement et immobilisé axialement par tout moyen approprié, tel qu'une vis de pression 18. Le carter 10 délimite, latéralement à la chambre 14, une chambre 19 d'admission d'air secondaire qui possède une ouîe d'admission 20 s'ouvrant à partir d'une collerette 21 définissant un plan d'adaptation pour un filtre ou une grille non représentée. La chambre 19 possède, de préférence également, une ouîe 22 dite d'admission d'air dérivée par rapport à l'admission principale autorisée par l'oule 20. L'oule 22, de préférence aussi pourvue d'une grille ou d'un filtre, est orientée de manière à permettre une reprisé d'air chaud et se trouve, en conséquence, située au moins à proximité du manchon 16. La chambre d'admission d'air secondaire 19 communique avec la chambre 14, par exemple au niveau du plan de la bride 15. La chambre 14 est réalisée de manière à comporter un croisillon 23 de centrage et de support de la tête de combustion 24 du groupe 12. Le croisillon 23 est, par exemple, avantageusement formé par des ailettes 25 s'élevant à partir de la paroi périphérique interne de la chambre 14 selon des directions radiales en étant interrompues à distance l'une de l'autre, de manière à matér.ialiser un siège coaxial au manchon de raccordement 16. Le carter 10 possède, par ailleurs, dans l'une de ses parois, une ouverture 26 permettant l'adaptation d'une électrode d'allumage 27 destinée à être placée en aval de la tête 24 à l'intérieur de la chambre 14, dans la partie de combustion de cette dernière, en étant orientée sensiblement en face d'une couronne d'allumage 28 présentée par la tête 24, comme cela ressort de la fig. 5. Dans le cas d'application spécifique à un appareil de chauffage comportant un tube radiant du type en épingle, comme illustré par la fig. 1, le carter 10 est, en outre, avantageusement réalisé pour comporter, latéralement à la chambre 14, un logement 29 s'ouvrant à partir de la bride 15 et prolongé par un manchon de raccordement 30 d'axe parallèle au manchon 16. Le manchon de raccordement 30 est destiné à permettre l'adaptation par tout moyen approprié de la partie terminale ouverte du tube retour 6. Le logement 29 est destiné à contenir au moins en partie un extracteur mécanique non représentée, par exemple du type centrifuge. A cette fin, le logement 29 est réalisé en forme de volute et communique avec une tubulure 31 s'ouvrant par une oule de refoulement 32 dans le plan d'adaptation ménagé par la collerette 21. Le logement 29 est séparé, de la chambre d'admission d'air secondaire 19, par une cloison 33 formant une barrette 34 s'établissant dans le plan de la bride 15 avec laquelle elle se raccorde. Le caisson I1l est constitué par un boîtier 40, par exemple mais non exclusivement, réalisé en tôle et possédant un bord tombé 41 par lequel il peut être adapté et monté sur la bride au moyen notamment de vis ou analogues 42. Le boîtier 40 possède au moins une paroi ouverte telle que le dessus et le dessous et comprend une cloison interne pare-feu 43 le divisant en une chambre 44 d'admission d'air secondaire comuniquant avec le milieu ambiant par l'ouverture de parois du boîtier et en un compartiment de protection 45. Dans le cas de réalisation en vue de l'application à un appareil du type à tube en épingle, le boîtier 40 possède, par ailleurs, une paroi de séparation 46 destiné à coopérer avec la barrette 34. Cette paroi 46 délimite, dans le boîtier 40, un second compartiment 47 réservé à l'extracteur mécanique, ainsi qu'à ses moyens de commande et de contr6le de fonctionnement. Le boîtier 11 supporte le groupe brûleur 12 qui comprend un support 48 assurant la fixation d'une électrovanne d'alimentation 49 susceptible d'être raccordée au réseau 13. Le support 48 comprend une plaque 50 dite de fixation sur la paroi arrière 51 du boîtier 40 et une paroi frontale 52 destinée à coopérer avec la cloison pare-feu 43 pour masquer une ouverture 53 que présente cette dernière. Le support 48 porte, par la paroi de coopération, un raccord portegicleur 54 amené à traverser l'ouverture 53 de la cloison pare-feu 43. Le raccord 54, plus particulièrement illustré à la fig. 6, porte un gicleur 60 démontable et possède une prise 61 de mesure de pression interne. Le raccord 54 assure la fixation d'un brûleur 62 constitué par un corps tubulaire formant, à partir d'un embout 63 d'adaptation sur le raccord 54, une partie cylindrique 64 pourvue de lumières 65 d'admission d'air primaire, s'ouvrant dans la chambre 44. La partie cylindrique 64 est prolongée par un convergent 66 lui-même prolongé par un divergent 67 aboutissant à la tête de combustion 24 supportée et centrée par le croisillon 23. La tête 24 comporte extérieurement une virole 68 démontable formant, dans le plan de la section ouverte de la tête 24, la couronne 28 constituée d'une rampe annulaire 69 de trous axiaux débouchant à l'intérieur d'un chambrage 70 ménagé entre la virole 68 et le corps tubulaire qui présente, par ailleurs, une série de trous radiaux 71 communiquant avec le chambrage. La série de trous 71 est ménagée dans le corps tubulaire en amont d'un rebord annulaire 72 formé intérieurement par le corps tubulaire en étant constitué, par exemple, par une chemise démontable 73. Le gaz combustible délivré sous pression par le gicleur provoque l'aspiration d'un air primaire constituant avec le gaz un mélange combustible circulant à l'intérieur du corps tubulaire dans le sens fl' Une partie de ce mélange primaire heurte le rebord 72 et se trouve dérivée par la série de trous 71 en direction du chambrage 70 pour être délivrée par la couronne périphérique extérieure 28 bordant la section ouverte de la tête 24. Comme cela ressort de la fig. 5 et ainsi qu'il a été précisé ci-avant, l'électrode 27 est située en relation de proximité avec la couronne 28, ce qui permet de réaliser un allumage convenable du mélange combustible primaire diffusé à relativement faible pression par la couronne 28. Un tel allumage permet, ensuite, d'allumer la torche combustible à forte pression délivrée par la section ouverte de la tête 24 et constituée par la veine principale du mélange primaire ayant transité à l'intérieur du corps tubulaire constitutif du brûleur 62. Cette torche de gaz sous pression est associé à la sortie du brûleur à l'air secondaire fourni par la chambre 14 en relation avec la chambre d'admission 19. Un fonctionnement sous pression 7. éventuellement variable et modulable peut intervenir alors par commande de l'éLectrovanne 49 au moyen notamment de la prise de pression 61. Ainsi que cela ressort de ce qui précède, le bloc-brûleur selon l'invention est de construction particulièrement simple, puisqu'il fait intervenir un carter principal assumant la fonction de délimitation des différentes chambres, logements et manchons de raccordement, ainsi que celle de support et de centrage du brûleur et de l'extracteur. Le carter ainsi conçu permet également le maintien et l'adaptation du caisson 11 qui est responsable de la délimitation de la chambre d'admission d'air secondaire 44 et du compartiment isolé par la cloison pare-feu 43 dont l'ouverture de passage 53 est reconstituée par la paroi de coopération 52. De cette manière, une fonction spécifique de support et de délimitation de chambres et de compartiments de protection est assurée par un boîtier qui est réalisé de façon simple, par exemple uniquement à partir d'une tôle pliée. Le boîtier 11 permet également le support et la fixation rapide du groupe brûleur 12 qui peut être adapté, en étant monté par la paroi arrière 51, par la plaque de fixation 50 et par le centrage intervenant entre la tête 24 du brûleur et le croisillon 23. Un changement rapide pour nettoyage, réglage ou remplacement peut donc être assuré, puisque, en outre, le groupe brûleur 12 représente un sous-ensemble entièrement démontable. Le boîtier 11 assume une double fonction dans le cas d'application aux appareils à tube en épingle, puisque, par l'intermédiaire de la paroi de séparation 46, il délimite le circuit d'admission d'air secondaire et d'admission d'air primaire et isole le compartiment secondaire 47 réservé à l'extracteur qui est ainsi également protégé contre tout risque de retour de flamme par l'intermédiaire de cette paroi 46. L'invention n'est pas limitée aux exemples décrits et représentés, car diverses modifications peuvent y être apportées sans sortir de son cadre. REVENDICATIONS: 1 - BLoc-brûleur à gaz pour appareil de chauffage à tube radiant, du type comprenant un groupe brûleur (12) adapté sur un carter (10) délimitant une chambre de mélange et de combustion (14) prolongée par un manchon (16) de raccordement d'un tube radiant, caractérisé en ce que: -. le carter (10) forme une bride (15) de montage d'un caisson porteur (11), comporte dans sa chambre de mélange et de combustion (14) un croisillon (23) de centrage et délimite un circuit d'admission d'air, le caisson (11) comporte une cloison pare-feu (43) le divisant en une chambre (44) d'admission d'air primaire et en un compartiment de protection (45), et le groupe brûleur (12) comprend un support (48) adaptable sur le caisson et portant, d'une part, une électrovanne d'alimentation (49) disposée dans le compartiment de protection et, en relation avec cette dernière, d'autre part, un brûleur (62) traversant la cloison pare-feu, s'étendant dans la chambre d'admission d'air primaire et dans la chambre de mélange et de combustion et possédant une tête de combustion (24) centrée et portée par le croisillon. 2 - Bloc-brûleur selon la revendication 1, caractérisé en ce que le carter (10) délimite, d'une part, la chambre (14) de mélange et de combustion qui est prolongée par le manchon (16) de raccordement d'un tube aller (5) et, d'autre part, un logement (29) de montage d'un extracteur lequel communique avec un manchon (30) de raccordement d'un tube radiant retour (6). 3 - Bloc-brûleur selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que le carter (10) délimite entre la chambre (14) de méLange et de combustion et le logement (29) de l'extracteur, une chambre (19) d'admission d'air secondaire s'ouvrant dans la chambre de mélange. 4 - Bloc-brûleur selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le carter (10) présente, en relation avec la chambre d'admission d'air secondaire, une oule (20) d'admission d'air principal et une ouîe (22) d'admission d'air dérivé s'ouvrant à proximité d'au moins du tube radiant aller (5). - Bloc-brûleur selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que le carter (10) comporte un plan d'adaptation définissant une collerette (21) de montage et dans lequel s'ouvrent l'ouîe d'admission d'air principal et une ouie de refoulement (32) communiquant avec le logement d'extraction (29). 6 - Bloc-brûleur selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que le carter (10) comporte, dans la chambre de mélange et de combustion, des ailettes (25) de direction radiale définissant le croisillon de centrage (23). 7 - Bloc-brûleur selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que le carter (10) présente une lumière (26) de montage d'une électrode d'allumage (27) disposée dans la chambre (14) de mélange et de combustion pour être placée en aval du croisillon (23) sensiblement en regard de la couronne (28) de la tête du brûleur. 8 - Bloc-brûleur selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que le carter (10) forme une bride (15) d'adaptation du caisson (11) qui comprend intérieurement une paroi de séparation (46) isolant la chambre d'admission d'air du logement d'extraction et délimitant un second compartiment (47) de montage et de protection d'un extracteur mécanique. 9 - Bloc-brûleur selon la revendication 1, caractérisé en ce que le brûleur (62) proprement dit est constitué par un corps tubulaire (67) formant, à partir d'un embout (63) d'adaptation sur un raccord portegicleur (54), une partie cylindriaue (64) pourvue de lumières (65) d'admission d'air primaire s'ouvrant dans la chambre d'admission d'air primaire (44), un convergent (66), un divergent (67) et une tête de combustion (24) comportant une couronne (28) d'allumage et de stabilisation. - Bloc-brûleur selon la revendication 9, caractérisé en ce que la couronne (28) est formée par une rampe annulaire de trous (69) bordant extérieurement la tête de combustion (24) et débouchant dans un chambrage (70) délimité par une virole (68) rapportée sur le corps tubulaire (62) qui présente, en amont d'un rebord annulaire interne (72), une série de trous de dérivation (71) s'ouvrant dans le chambrage. 11 - Bloc-brûleur selon la revendication 9 ou 10, caractérisé en ce que le brûleur (62) s'étend à partir d'un raccord porte-gicleur (54) monté sur le support (48) qui comprend une paroi t52) de coopération avec la cloison pare-feu et une plaque (50) de fixation sur le caisson.