Brevet FR2689212A1 — publié le 19931001

Brûleur à gaz à plusieurs têtes de combustion. L'invention concerne un brûleur à gaz à plusieurs têtes de combustion. Généralement, on cherche à augmenter la puissance des brûleurs à gaz, notamment pour les chaudières de chauffage. Toutefois, la puissance maximale présente des limites à cause de problèmes techniques inhérents à la fabrication des brûleurs eux-mêmes qui doivent supporter des conditions extrêmes de chauffage, notamment de température, de pression, ... Ces limites de puissance apparaissent aussi du fait des charges importantes sur l'échangeur de chaleur. En outre, une cheminée de diamètre réduit sur laquelle sont souvent branchées les chaudières, entraine des surpressions au démarrage, ce qui ne facilite pas celui-ci. Pour palier au moins en partie ces inconvénients, l'inventeur a imaginé un brûleur à gaz qui est remarquable en ce qu'il comporte au moins une arrivée d'air forcé dans une enceinte de circulation d'air divisée en plusieurs compartiments communiquant entre eux et dans lesquels 1? air peut parvenir, chaque compartiment ayant sa propre tête de combustion munie d'une chambre de mélange qui communique avec ledit compartiment et qui est pourvue d'une canalisation d'arrivée de gaz et d'une grille de combustion. Selon un mode de réalisation, l'enceinte de circulation d'air est formée par un couvercle au travers duquel passent les canalisations d'arrivée de gaz, une enveloppe latérale munie d'au moins une manchette d'arrivée d'air, et une embase formant un support pour toutes les grilles de combustion des têtes de combustion tandis que les compartiments sont réalisés par des parois cylindriques qui s 'éten- dent du couvercle vers l'embase tout en ménageant un espace pour le passage de l'air dans lesdits compartiments. Avantageusement, le brûleur comporte une alimentation générale de gaz sur laquelle sont branchées en dérivation les canalisations d'arrivée de gaz des têtes de combustion. De préférence, les canalisations d'arrivée de gaz, à l'excep- tion éventuellement de l'une d'entre elles, sont pourvues chacune d'une électrovanne de manière à permettre des allumages contrôlés des diverses têtes. De la sorte, l'invention permet de concevoir un brûleur facile à moduler en puissance, puisqu'il suffit d'allumer le nombre désiré de têtes. En outre, le démarrage est grandement facilité puisqu'il suffit au départ d'allumer une seule tête. Un mode de réalisation avantageux de l'invention est remarquable en ce que l'une des têtes de combustion, dite tête d'allumage, est pourvue d'un système d'allumage et d'un système de contrôle de flamme tandis que les autres têtes de combustion, dites périphériques, sont disposées autour de la tête d'allumage de manière telle que les grilles de combustion des têtes périphériques sont voisines chacune à au moins un endroit de la grille de combustion de la tête d'allumage de telle sorte que l'allumage des têtes périphériques s'effectue par la flamme de la tête d'allumage et qu'il suffit donc pour allumer et contrôler toutes les têtes, du seul système d'allumage et du seul système de contrôle de flamme de ladite tête d'allumage. Bien entendu, il est toujours possible d'imaginer plusieurs têtes pourvues chacune d'un système de contrôle de flamme (voire d'une arrivée distincte de gaz). De plus, si l'alimentation en gaz interdit d'isoler une ou plusieurs têtes du voisinage immédiat d'une tête contrôlée, alors le mode de réalisation précité n'est pas obligatoire. De nombreuses possibilités sont imaginables et on peut envisager par exemple un brûleur comportant deux têtes disposées côte à côte, une tête d'allumage et une tête périphérique, ou une tête d'allumage disposée en ligne entre deux têtes périphériques, ou encore une tête d'allumage centrale autour de laquelle sont disposées de manière concentrique plusieurs têtes périphériques. L'invention sera bien comprise à la lecture de la description qui va suivre et qui se réfère aux dessins annexés dans lesquels: - la figure 1 montre en coupe partielle et en élévation un mode de réalisation d'un brûleur selon l'invention à deux têtes, - la figure 2 est une vue de dessus du brûleur de la figure 1, - la figure 3 montre en élévation renversée l'enceinte de circulation d'air de la figure 1, - la figure 4 est une vue de dessus de la figure 3, - la figure 5 montre en plan de dessus une alimentation de gaz pour un brûleur selon les figures 1 à 4, - les figures 6 et 7 schématisent d'autres modes de réalisa tion respectivement à trois et cinq têtes, Sur les figures 1 à 4, on peut voir une enceinte 1 de circulation d'air pourvue d'une manchette 2 d'arrivée d'air. L'enceinte 1 est formée par un couvercle 3 (en dessous sur la figure 3), une paroi latérale 4, et une embase 5 (figure 1). Dans l'enceinte 1, sont aménagés plusieurs compartiments formés par des parois cylindriques, ici deux, 6a, 6b, qui s'détendent dudit couvercle 3 vers l'embase 5 sans la toucher, et dans chaque compartiment sont prévues des têtes de combustion respectivement 7a, 7b, dites renversées, chacune d'elles étant, par exemple, d'un type semblable à celle décrite dans le brevet FR-2 593 270. Chaque tête de combustion comporte une grille de combustion annulaire telle que 8a pour la tête 7a, les grilles étant fixées sur l'embase 5. En outre, chaque tête présente une chambre de mélange telle que 9a dans laquelle débouche une canalisation lla, 11b d'arrivée de gaz et qui communique par une cheminée 10a avec l'espace du compartiment de la tête considérée. L'air qui arrive pulsé par la manchette 2 de manière sensiblement tangentielle (figure 2) dans l'enceinte 1 circulera autour des parois 6a, 6b sous lesquelles il pourra passer pour parvenir jusque dans lesdites chambres de mélange telle la chambre 9a. Comme le montre bien la figure 2, le couvercle 3 présente des ajours 12 et 13 pour respectivement une électrode d'allumage et une électrode de contrôle de flamme par ionisation dont il sera question ci-après (non visibles sur la figure 1 du fait du plan de coupe) et des ajours 14a, 14b pour le passage des canalisations de gaz précitées. La tête de combustion 7b pourvue des électrodes d'allumage et de contrôle de flamme est dénommée ci-après tête d'allumage et l'autre tête 7a, tête périphérique, ces expressions étant surtout utiles lorqu'il y a plus de deux têtes comme dans les autres modes de réalisation dont il sera question ci-après. La figure 5 montre une distribution intéressante de gaz sur un brûleur du type de celui des figures précédentes pourvu de deux têtes de combustion. Le gaz provient d'une canalisation d'alimentation générale 15 qui arrive directement sur la tête d'allumage en se terminant donc par la canalisation d'arrivée de gaz llb et sur laquelle est branchée en dérivation la canalisation d'arrivée de gaz îîa de l'autre tête. Comme le montre encore la figure 5, la canalisation îîa est en outre pourvue d'une électrovanne 16. On comprend d'après la figure 1 que les grilles de combustion des têtes 7a et 7b sont voisines. On voit bien la grille 8a et on devine l'emplacement de la grille de l'autre tête. D'ailleurs les cloisons 6a et 6b (figure 4) sont presque tangentes. En conséquence, si la tête 7b est alimentée en gaz et que son électrode d'allumage est mise en fonctionnement, ladite tête 7b s'allumera et pourra allumer par son voisinage la tête 7a dès que l'électrovanne 16 sera ouverte. On peut ainsi allumer à volonté une ou deux têtes et pour faciliter le démarrage, temporiser l'ouverture de l'électrovanne 16 afin d'obtenir des allumages successifs desdites têtes. On comprend qu'alors seule la tête 7b nécessite un contrôle de flamme étant donné le voisinage des deux têtes. Pour plus de deux têtes, on peut ainsi prévoir un véritable allumage en cascade. Pour permettre de ne prévoir qu'une seule électrode de contrôle et qu'une seule électrode d'allumage, il suffit de disposer la ou les têtes périphériques au voisinage, au moins en un endroit, de la tête dite d'allumage. A titre d'exemple, la figure 6 montre une enveloppe oblongue 1' et schématise une tête d'allumage 7'b entre deux têtes périphériques alignées 7'a et 7'c. La figure 7 montre une enveloppe circulaire 1" et schématise une tête d'allumage 7"b entourée par quatre têtes périphériques sensiblement concentriques 7"a, 7"c, 7"d et 7"e. Les têtes d'allumage 7'b et 7"b se reconnaissent grâce aux passages pour les électrodes d'allumage et de contrôle de flamme. Dans le cas des figures 6 et 7 il est évidemment très facile d'imaginer l'alimentation de gaz à partir de la figure 5. Toutefois, on comprendra aussi que la tête 7'a de la figure 6 par exemple pourrait être la tête d'allumage et être la seule à comporter des électrodes d'allumage et de contrôle dans la mesure où il serait impossible d'ouvrir l'arrivée de gaz de la tête 7'c avant celle de la tête 7'b et de fermer l'arrivée de la tête 7'b avant celle de la tête 7'c. En outre, on peut prévoir d'autres dispositions avec un nombre suffisant d'électrodes d'alllumage et/ou de contrôle. Enfin, des variantes ou d'autres éléments ne sont pas spécialement décrits ici, tels que des arrivées d'air secondaire, des chicanes facilitant le mélange air-gaz, ... REVENDICATIONS 1) Brûleur à gaz, caractérisé en ce qu il comporte au moins une arrivée (2) d'air forcé dans une enceinte (1,1',1") de circulation d'air divisée en plusieurs compartiments communiquant entre eux et dans lesquels l'air peut parvenir, chaque compartiment ayant sa propre tête de combustion (7a,7b;7'a-7'c;7"a-7"e) munie d'une chambre de mélange (9a) qui communique avec ledit compartiment et qui est pourvue d'une canalisation (lla,llb) d'arrivée de gaz et d'une grille de combustion (8a). 2) Brûleur selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'enceinte de circulation d'air (1) est formée par un couvercle (3) au travers duquel passent les canalisations (lla,llb) d'arrivée de gaz, une enveloppe latérale (4) munie d'au moins une manchette (2) d'arrivée d'air, et une embase (5) formant un support pour toutes les grilles de combustion (8a) des têtes (7a,7b) tandis que les compartiments sont réalisés par des parois cylindriques (6a,6b) qui s'étendent du couvercle (3) vers l'embase (5) tout en ménageant un espace pour le passage de l'air dans lesdits compartiments. 3) Brûleur selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce qu il comporte une alimentation générale (15) de gaz sur laquelle sont branchées en dérivation les canalisations (Ila,llb) d'arrivée de gaz des têtes de combustion. 4) Brûleur selon la revendication 3, caractérisé en ce que les canalisations (lia) d'arrivée de gaz, à l'exception de l'une (lob) d'entre elles, sont pourvues chacune d'une électrovanne (16) de manière à permettre des allumages contrôlés des diverses têtes. 5) Brûleur selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que l'une des têtes de combustion, dite tête d'allumage (7b;7'b; 7"b), est pourvue d'un système d'allumage et d'un système de contrôle de flamme tandis que les autres têtes de combustion, dites périphériques (7a;7'a,7'c;7"a,7"c-7"e), sont disposées autour de la tête d'allumage de manière telle que les grilles de combustion des têtes périphériques sont voisines chacune à au moins un endroit de la grille de combustion de la tête d'allumage de telle sorte que l'allumage des têtes périphériques s'effectue par la flamme de la tête d'allumage et qu'il suffit donc pour allumer et contrôler toutes les têtes, du seul système d'allumage et du seul système de contrôle de flamme de ladite tête d'allumage. 6) Brûleur selon la revendication 5, caractérisé en ce qu'il comporte deux têtes (7a,7b) disposées côte à côte, une tête d'allumage (7b) et une tête périphérique (7a). 7) Brûleur selon la revendication 5, caractérisé en ce qu'il comporte une tête d'allumage (7'b) disposée en ligne entre deux têtes périphériques (7'a,7'c). 8) Brûleur selon la revendication 5, caractérisé en ce qu'il comporte une tête d'allumage (7"b) centrale autour de laquelle sont disposées de manière concentrique plusieurs têtes périphériques (7"a, 7"c, 7"d, 7"e).