Brevet FR2681126A1 — publié le 19930312

BRULEUR PERFECTIONNE, PARTICULIEREMENT POUR DES CHAUDIERES MURALES La présente invention concerne un brûleur qui, en assurant un mélange air-gaz parfait et économique avec une chute très faible de pression, une distribution parfaite de vitesse du mélange à l'intérieur de la zone de combustion, un très faible volume de mélange en amont de la zone de combustion, une impossibilité d'auto-génération de bruit et une absence totale de déformation anormale dans la zone de combustion, fonctionne de façon rationnelle, efficace, silencieuse et fiable avec un minimum de pollution de l'environnement. Comme il est bien connu, les chaudières pour chauffage central et/ou pour la production d'eau chaude domestique, qu'elles soient installées sur le sol ou monté sur un mur, et du type à gaz naturel ou brûlant du gaz LPG à tirage induit ou forcé, dégagent des produits de combustion qui sont la cause la plus courante de pollution atmosphérique A ce sujet, en plus du gaz carbonique et de la vapeur d'eau, de tels produits de combustion dus au manque d'uniformité de la flamme, laquelle comprend une région centrale de mélange très riche et de température très élevée, contiennent également des oxydes d'azote qui non seulement irritent les yeux et les muqueuses nasales mais ont aussi des effets négatifs sur le système cardio- vasculaire et sur le système rénal et sont en outre une cause des pluies acides bien connues quand l'humidité atmosphérique est présente. Pour limiter la formation de ces oxydes, il est par conséquent nécessaire de limiter la température de combustion, ceci étant obtenu essentiellement par un prémélangeage de l'air et du combustible de manière à former un mélange uniforme suffisamment faible, c'est-à- dire avec un excédent minimal d'air sur la quantité stoechiométrique, pour pouvoir brûler correctement mais à la température la plus faible possible. A cette fin, le brûleur comprend, d'une façon habituelle, une région de mélange air/gaz avec de l'air excédentaire, une région de détente et de distribution de mélange et une grille métallique au-delà de laquelle a lieu la combustion Ce type connu de brûleur présente toutefois une série d'inconvénients dont le plus sérieux est déterminé par la déformation thermique de la grille, laquelle déformation se produit en particulier aux charges faibles, lorsque la flamme est pratiquement en contact avec la grille. D'autres inconvénients comprennent la difficulté d'obtenir un bon mélange air-gaz et une distribution uniforme du mélange en amont de la grille de combustion, le danger menaçant d'une explosion dans le cas d'un retour de flamme à travers les perforations de la grille et en raison de la présence d'un grand volume de mélange combustible en amont de cette grille, et un niveau élevé de bruit dû aux pulsations de pression auto-engendrées à l'intérieur du brûleur par l'interaction mélange/flamme. On connaît déjà, dans l'état ordinaire de la technique, des artifices pour remédier à certains de ces inconvénients; par exemple, pour empêcher une déformation de la grille de combustion, on a utilisé des grilles en céramique ou des grilles métalliques pourvues d'un revêtement de protection thermique léger; on peut encore obtenir un bon mélange air- gaz et une distribution uniforme du mélange aux dépens de la chute élevée de pression à l'aide de déflecteurs et de ventilateurs appropriés coûteux. Toutefois, aucun des brûleurs connus dans la technique n'est apte habituellement à remédier à tous les inconvénients précités à l'aide d'un moyen économique et rationnel, ceci étant l'objectif de la présente invention. On atteint cet objectif dans la pratique par le fait que le brûleur, comprenant un conduit d'alimentation en gaz combustible, un conduit d'alimentation en air de combustion et une chambre de mélangeage, est pourvu dans le haut, conformément à une des caractéristiques de la présente invention, d'une chambre perforée dans le bas et ouverte dans le haut, remplie avec de petits éléments sensiblement sphériques qui peuvent être en céramique ou en autre métal ou en une matière non métallique et de mêmes dimensions ou de dimensions différentes, à travers les interstices desquels on fait s'écouler le mélange et au- dessus desquels la combustion a lieu. De cette manière, on obtient à coup sûr un mélange parfait et une distribution de mélange uniforme grâce aux trajets sinueux à travers les interstices des éléments sensiblement sphériques que le gaz et l'air doivent maintenant emprunter, la présence desdits éléments réduisant notablement le volume de la matière inflammable présente en amont de la zone de combustion et, par conséquent, le danger de tout retour de flamme De plus, comme il n'y a plus de grille, il ne se produit plus de déformation dangereuse à l'intérieur de la zone de combustion o les éléments sensiblement sphériques peuvent se dilater librement sans aucune contrainte et, en outre, comme des essais expérimentaux l'ont amplement démontré, le système ne permet aucune auto-génération de bruit avec pour conséquence que le brûleur est totalement silencieux en présence de n'importe quelle condition de charge. Selon les modes de réalisation préférés de l'invention, les petits éléments sensiblement sphériques sont maintenus assemblés soit à l'aide d'un récipient approprié pourvu dans le bas de perforations, soit par soudage à leurs points de contact de manière à former un seul ensemble ou agrégat d'éléments sensiblement sphériques. On va décrire de façon détaillée la présente invention en se référant à la figure unique du dessin annexé qui représente un mode de réalisation préféré donné à titre purement illustratif et non limitatif. Sur le dessin, la référence 1 désigne globalement un brûleur muni d'un conduit 2 d'alimentation en gaz combustible, d'un conduit 3 d'alimentation en air de combustion et d'une chambre de mélangeage 4 Le brûleur 1 est pourvu dans le haut d'une chambre 5 qui est ouverte à son sommet et qui est pourvue de perforations 6 à sa base, ladite chambre étant remplie de petits éléments sensiblement sphériques 7 en céramique et de mêmes dimensions, ces éléments étant soudés ensemble à leurs points de contact de manière à former un seul ensemble ou agrégat d'éléments sphériques 7. REVENDICATIONS 1 Brûleur ( 1) comprenant un conduit ( 2) d'alimentation en gaz combustible, un conduit ( 3) d'alimentation en air de combustion et une chambre de mélangeage ( 4), caractérisé par le fait qu'il est pourvu dans le haut d'une chambre ( 5) perforée dans le bas et ouverte dans le haut, cette chambre étant remplie de petits éléments sensiblement sphériques ( 7) à travers les interstices desquels le mélange est amené à s'écouler et au-dessus desquels la combustion a lieu. 2 Brûleur selon la revendication 1, caractérisé en ce que les petits éléments sensiblement sphériques ( 7) sont maintenus assemblés par un récipient approprié pourvu de perforations dans le bas. 3 Brûleur selon la revendication 1, caractérisé en ce que les petits éléments sensiblement sphériques sont maintenus assemblés par soudage à leurs points de contact de manière à former un seul ensemble ou agrégat d'éléments sensiblement sphériques. 4 Brûleur selon la revendication 1, caractérisé en ce que les petits éléments sensiblement sphériques sont en matériau céramique. Brûleur selon la revendication 1, caractérisé en ce que les petits éléments sensiblement sphériques sont en métal. 6 Brûleur selon la revendication 1, caractérisé en ce que les petits éléments sensiblement sphériques ont la même dimension. 7 Brûleur selon la revendication 1, caractérisé en ce que les petits éléments sensiblement sphériques ont des dimensions différentes.