Brevet FR2676269A3 — publié le 19921113

FR 2676269 A3 19921113 FR 9202947 A 19920312 Brûleur de surface au gaz L'invention concerne un brûleur de surface au gaz pour chaudières de chauffage. en particulier ce qu'il est convenu d'appeler un brûleur de prémélange constitué par deux corps creux de rotation symétrique avec une paroi finement perforée chacun, I'axe longitudinal du brûleur etant orienté sensiblement dans le sens de l'afflux du gaz et la paroi étant formée par une pièce découpée èn tôle faite sans fin avec une soudure longitudinale. Les brûleurs de surface au gaz du type cité sont connus et sont utilisés si bien qu'il n'est pas nécessaire d'en donner une justification par des documents. Par "c.orps creux de rotation symétrique". on entend ceux qui sont configurés en étant cylindriques ou tronconiques. les différents corps creux affectés coaxialement les uns aux autres se terminant en une surface de bordure commune et non perforée qui est perpendiculaire par rapport à l'axe longitudinal et étant reliés de manière appropriée à celle-ci, c'est-à-dire que le gaz qui afflue passe de manière essentiellement radiale par rapport à l'axe longitudinal d'un tel brûleur, les petites flammes brûlant directement au-dessus de la surface du corps creux extérieur.La matière de départ pour la fabrication des corps creux est constituée par de la tôle finement perforée. de plus ou moins grande surface, dans laquelle les pièces découpées correspondantes sont découpées. éventuellement à la matrice. Toutes les zones marginales de ces pièces découpées presentent donc également des perforations fines, ce qui fait que les pièces découpées, pour la fabrication sans fin des bords d'extrémité qui doivent être soudés, présentent également des perforations et que la soudure longitudinale doit être déplacée dans la zone des trous.Comme il s'est révélé. il est cependant difficile de poser des soudures parfaites, ceci étant dû aux trous existants, ce qui fait que, avec le temps et en tenant compte des effets de la chaleur, la soudure se modifie et qu'il peut y avoir formation de fissures qui ont. évidemment, un effet négatif sur une configuration de flamme la plus homogène possible que Iton doit, à la longue. également chercher à obtenir. C'est pourquoi. I'invention a pour but d'éliminer cet inconvénient. c'està-dire qu'un brûleur de surface au gaz du type cité en introduction doit être amélioré de telle manière qu'il ne peut plus y avoir apparition de telles fissures de soudures et que la tôle relativement mince et finement perforée qui doit être travaillëe doit être configurée en ayant une meilleure résistance au gauchissement dans la zone où des soudures doivent être posées. Ce but est atteint selon l'invention par un brûleur de surface au gaz du type cité en introduction par le fait que la pièce découpée est configurée en n'étant pas perforée sur ses bords à relier, en particulier sur ses bords d'extrémité et que la soudure est placée en étant mise en place le long des bords non perfores. Etant donné que les pièces découpées en tôle pour former les corps creux de rotation symétrique ne peuvent plus être simplement découpées ou découpées à la matrice dans de la tôle finement perforée. c'est-à-dire que les pièces découpées en tôle ne peuvent être perforées qu'après leur découpage à la matrice en laissant les bords concernés sans trous ou qu'une assez grande plaque de tôle devrait être perforée dans la zone de certaines travées pour ensuite y découper à la matrice les pièces découpées de manière adéquate, ceci signifie, certes. un peu plus de travail qu'avant mais celui-ci est justifié par le fait que l'on peut réaliser des soudures parfaites et que l'on prévient ainsi la formation ultérieure éventuelle de fissures. Un perfectionnement avantageux. et ce dans le contexte des bords qui doivent être maintenus sans trous et également pour éviter la formation de fissures, consiste en ce que les corps creux de rotation symétrique présentent une bande périphérique, également non perforée. au moins à leurs extrémités éloignées du raccord et qu'une moulure de dilatation périphérique est moulée dans cette bande. Dans la zone de la surface de bordure éloignée du raccord de gaz, à laquelle les corps creux sont reliés. on a. en effet, le risque qu'il peut y avoir également formation de fissures en raison des différentes sollicitations thermiques des corps creux, en particulier dans le cas où un tel brûleur de surface est forme par au moins deux corps creux de rotation symétrique affectés coaxialement l'un à l'autre.Mais les moulures encastrées dans les bords qui sont sans trous à cet effet permettent d'absorber des dilatations différentes des corps creux et donc d'éloigner les tensions des bords d'extrémité, c'est-à-dire qu'il est ainsi possible de fixer par un cordon de soudure ces bords d'extrémité à la surface d'obturation du brûleur qui est éloignée du raccord sans qu'il y ait risque de fissures. De manière appropriée, une telle bande exempte de trous et pourvue d'une moulure périphérique est également prévue sur le côté du raccord pour pouvoir également y fixer les corps creux par une soudure sur une surface de raccord correspondante qui contient un orifice central pour le raccord de la conduite d'amenée de gaz. Une autre forme de réalisation avantageuse consiste en ce qu'une tôle également finement perforée avec un bord périphérique non perforé soit respectivement raccordée sur chaque bande non perforée du corps creux respectif et que cette tôle forme un fond voûté, de préférence un fond voûté en forme d'hémisphère pour les corps creux. Etant donné que le corps creux respectif aussi bien que le fond correspondant présentent donc des bords de raccord sans trous, le fond peut être également raccordé avec un cordon de soudure périphérique sans trous.Vu que la surface du brûleur qui est opposée au côté d'arrivée du gaz est ainsi également rendue utile pour l'échappement de gaz, ceci présente l'avantage supplémentaire que, pour la même puissance du brûleur, la charge spécifique du brûleur peut être réduite, ce qui a évidemment aussi un effet positif sur la solidité des soudures existantes sur le brûleur. Dans une telle forme de réalisation, il est du reste prévu que des éléments d'écartement sont prévus au maximum de la voûte entre les fonds des différents corps creux, ce qui sera encore expliqué plus en détails ci-dessous. La mesure de perfectionnement selon laquelle les bords d'extrémité qui sont joints en about ou qui se chevauchent doivent être placés, par rapport à l'axe longitudinal des corps creux disposé horizontalement, sous celui-ci et de préférence verticalement sous celui-ci se rapporte à la disposition du brûleur dans la chambre de combustion d'une chaudière de chauffage qui garantit que la soudure s'étend dans une zone qui est la moins sollicitée thermiquement. Une autre forme de réalisation préférée consiste en ce que les bords d'extrémité non perforés qui s'étendent parallèlement à l'axe longitudinal soient coudés radialement vers l'intérieur et posés I'un contre l'autre et que la soudure longitudinale soit placée dans la zone de gousset non perforée des bords d'extrémité. De ce fait il est garanti que les bords d'extrémité soient particulièrement résistants au gauchissement et qu'ils puissent être reliés par soudure. Guidé à partir du gousset, le cordon de soudure peut être posé plus proprement. l'indéformabilité de l'ensemble du corps creux est augmentée et finalement les deux rangées de trous qui se rattachent directement aux bords d'extrémité non perforés peuvent être plus rapprochées l'une de l'autre. Le brûleur de surface à gaz conforme à l'invention est expliqué plus en détails ci-dessous à l'aide de la représentation graphique d'exemples de réalisation. La figure 1 représente schématiquement une forme de réalisation du brûleur de surface à gaz mis en place dans une chaudière de chauffage qui n'est représentée qu'à titre d'exemple. La figure 2 représente en vue de dessus schématique une pièce découpée en tôle pour former les corps creux, Les figures 3 et 4 représentent en coupe schématique des formes de réalisation de configurations de brûleurs. - tes-figwes-5-à-7 représentent en-perspective la correspondance d'about - et de chevauchement des bords d'extrémité d'une pièce découpée en tôle conformément à la figure 2. La figure 8 représente en coupe schématique la disposition d'éléments d'écartement de la forme de réalisation selon la figure 4. La figure 9 représente en coupe schématique une forme de réalisation particulière. La figure 10 représente une coupe schématique agrandie dans l'endroit de raccord de la forme de réalisation selon la figure 9. On se rapporte ci-dessous à un brûleur de surface au gaz qui, comme il est représenté. se compose de trois corps creux 1, 1' et 1" affectes coaxialement l'un à l'autre étant bien évident que la mesure selon laquelle la pièce découpée en tôle 5 est placee en étant non perforée sur ses bords d'extrémité 6 qui sont aboutés ou qui se chevauchent et que la soudure longitudinale 4 est placée le long des bords d'extrémité non perforés 6 est également valable pour le cas où le brûleur ne serait constitué que par un corps creux.Les pièces découpées en tôle qui forment les deux corps creux intérieurs 1', 1" selon la figure 2 sont dimensionnées en étant de longueur L différente si bien que l'on obtient des diamètres réduits en conséquence pour les corps creux 1', 1". Ceci étant, la pièce découpée représentée sur la figure 2 entraîne une configuration de brûleur cylindrique, comme représenté sur la figure 1. Pour un brûleur selon la figure 3, les pièces découpées doivent évidemment avoir la forme d'enveloppes tronconiques développées. Dans la forme de réalisation selon la figure 4, les différents corps creux 1. 1', 1" sont constitués par une pièce découpée cylindrique chacun selon la figure 2 et par des tôles 10 étirées en hémisphère qui sont soudées aux pièces cylindriques correspondantes. Pour faire les pièces découpées wans fin, les bords non perforés 6 soit se chevauchent selon la figure 5, soit sont aboutés selon la figure 6 et sont reliés, comme indiqué. par une soudure longitudinale 4. Ceci étant. pour des raisons d'indéformabilité, on peut préférer une forme de réalisation selon la figure 7 dans laquelle les bords d'extrémité non perforés sont coudés radialement vers l'intérieur et sont posés l'un contre l'autre, la soudure longitudinale 4 étant placée dans la zone de gousset non perforée des bords d'extrémité 6. Pour des raisons de possibilité de raccord par soudure des surfaces de fermeture (14. 15). les corps creux de rotation symétrique 1 sont pourvus à leurs extrémités 7, 7' comme il est représenté, d'une bande périphérique 8. également non perforée. une moulure de dilatation périphérique 9 étant formée dans chaque bande 8, ces moulures absorbant les différentes sollicitations à l'extension des corps creux 1. 1'. 1" dont on preserve ainsi les soudures périphériques. En tenant compte de cela. les bords d'extrémité ou les extrémités 7. 7' sont soudées directement aussi bien à la tôle d'obturation non perforée 14 qu'à la plaque de raccord 15 qui est placée du côté de l'amenée du gaz et qui est pourvue d'un orifice de raccord 15' correspondant. Pour garantir une soudure parfaite sans trous pour la jonction des corps creux cylindriques 1 aux fonds hémisphériques selon la figure 4, les fonds 11 présentent également des bords périphériques non perforés 10' qui sont raccordes aux bords non perforés des corps creux cylindriques 1. Du reste, le brûleur tronconique selon la figure 3 peut, évidemment, être également pourvu de tels fonds 11. Pour fixer les corps creux 1 de la forme de réalisation selon la figure 4 dans la zone éloignée du raccord de gaz l'un contre l'autre, des éléments d'écartement 122 sont placés au maximum de la voûte M entre les fonds 11.Pour cela, les différents fonds sont pourvus. comme il est représenté, d'ouvertures de passage pour un boulon 13 qui peut être vissé. riveté ou soudé sur lequel les éléments d'écartement 12 en forme d'anneaux ou de roulettes dimensionnées en conséquence sont ensuite placés respectivement entre les fonds 11. L'orientation horizontale du brûleur qui est représentée. dans laquelle les corps creux 1 sont placés dans la chambre de combustion avec leurs soudures longitudinales 4 orientées de manière appropriée vers le bas, n'est pas obligatoire, c'est-à-dire que l'axe longitudinal 3 du corps creux i ou des corps creux 1', 1" peut également être placé en étant orienté verticalement avec une construction de chaudière correspondante. Une forme de réalisation du brûleur selon les figures 9, 10 qui est utilisée en particulier lorsque le brûleur a une longueur relativement grande est particulièrement indéformable. La mesure prise pour la jonction des bords d'extrémité 6 est cependant également valable pour cette forme de réalisation. Ceci étant, le corps creux I est formé par trois anneaux de tôle, par la bande non perforée 8 qui est pourvue d'au moins une coudure 17 orientée radialement vers l'intérieur, ceux-ci étant reliés en étant juxtaposés par une soudure 18, une coudure 19 orientée également radialement vers l'intérieur étant prévue, de manière appropriée et comme perfectionnement, axialement devant la coudure 17 en formant un équivalent de la moulure 9. Ceci étant, la coudure 17 ou les coudures 17. 19 sont dimensionnées dans le sens radial de manière telle qu'elles peuvent servir de supports au corps creux 1', c'est-à-dire que le corps creux 1' de plus petit diamètre est dimensionné quant à son diamètre de manière à adhérer tout autour à la traverse formée par les coudures 17. Dans cette forme de réalisation, le corps creux 1'. qui n'est pas aussi sollicité thermiquement que le corps creux 1, contribue également à l'indéformabiîité de l'ensemble. Du reste, le corps creux 1' peut également être configuré comme le corps creux 1 selon les figures 9, 10 pour servir ainsi de support au corps creux 1" le plus intérieur. Ce faisant. il serait possible sans plus de souder (tout au moins par points) les corps creux 1', 1" aux traverses 17' orientées respectivement radialement vers l'intérieur. Revend icatîo ns 1. Brûleur de surface à gaz pour chaudière de chauffage. en particulier ce qu'il- est convenu d'appeler un bruleur-de prémélange constitué par au moins un corps creux (1) de rotation symétrique avec une paroi (2) respectivement finement perforée, I'axe longitudinal (3) du corps creux etant orienté en étant sensiblement dans le sens de l'afflux du gaz et la paroi (2) étant formée par une pièce découpée en tole (5) finement perforée et faite sans fin avec une soudure (4), caractérisé en ce que la pièce découpée en tôle (5) est configurée en n'étant pas perforée sur ses bords qui doivent étre reliés, en particulier sur ses bords d'extrémité (6) et que la soudure (4) est placée en étant posée le long des bords non perforés (6j. 2. Brûleur selon la revendication 1. caractérisé en ce que le corps creux (1) de rotation symétrique présente une bande (8) périphérique non perforée au moins à son extrémité (7) éloignée du raccord et qu'une moulure de dilatation (9) périphérique est formée dans cette bande (8). 3. Brûleur selon la revendication 2. caractérisé en ce que respectivement une tole (10) également finement perforée avec un bord périphérique (10') non perforé est raccordée à la bande non perforée (8) du corps creux (1). 4. Brûleur selon la revendication 3, caractérisé en ce que la tôle (10) forme un fond vouté (11). de préférence un fond voûté en hémisphère du corps creux (1). 5. Brûleur selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que les bords d'extrémité (6) qui sont aboutes ou qui se chevauchent sont placés avec la soudure longitudinale (4) qui les relie sous 1 ' axe longi tudinal horizontal (3) du corp creux (1). 6. Brûleur selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que les bords d'extrémité non perforés (6) sont coudés radialement vers l'intérieur et sont posés l'un contre l'autre et que la soudure longitudinale (4) est placée dans la zone du gousset (4') non perforée des bords d'extrémité (6). 7. Brûleur selon l'une des revendications 1 à 6. caractérisé en ce qu'au moins un autre corps creux (1') de forme correspondante mais de plus petit diamètre est placé coaxialement dans le corps creux (1). 8. Brûleur en particulier selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que le corps creux (7) est formé par au moins deux anneaux de tôle (16), par la bande non perforée (8) avec au moins une coudure (17) orientée radialement vers l'intérieur et que ceux-ci sont reliés en étant juxtaposés par une soudure (18). 9. Brûleur selon la revendication 8, caractérisé en ce qu'une coudure (19) également orientée radialement vers l'intérieur est placée devant la coudure (17) en formant un équivalent de la moulure (9). 10. Brûleur selon l'une des revendications 7 à 9, caractérisé en ce que le corps creux (1') de plus petit diamètre est dimensionné pour ce qui est de son diamètre de telle manière à adherer tout autour à la traverse (17') formée par les coudures (17).