Brevet FR2689616A1 — publié le 19931008

TETE DE COMBUSTION POUR BRULEUR A GAZ, ET BRULEUR EQUIPE D'UNE TELLE TETE. La présente invention concerne une tête de combustion pour brûleur à gaz, et a pour objet une telle tête de combustion agencée de manière à ce que les gaz de combustion rejetés soient en-dessous des tolérances fixées par les normes, en particulier l'oxyde d'azote. De nombreuses dispositions ont été prises, jusqu'ici, pour diminuer le taux d'oxydes d'azote contenu dans les gaz de combustion des brûleurs, en particulier à gaz. On sait qu'une combustion complète dépend d'un certain nombre de facteurs, comme la finesse des particules du combustible, la proportion du mélange combustible-comburant, le guidage du combustible et du comburant pour assurer le mélange adéquat La demanderesse a constaté que, toutes choses étant égales par ailleurs, ce i 5 dernier facteur, à savoir le guidage du combustible et du comburant, a une importance particulière, notamment en ce qui concerne les oxydes d'azote. Ainsi, une tête de combustion pour brûleur à gaz, selon l'invention, comporte un embout tubulaire de révolution, au moins un gicleur d'alimentation en combustible monté à l'intérieur dudit embout, un déflecteur à ailettes inclinées, ménageant entre elles des fentes sensiblement radiales, une alimentation principale en comburant, effectuée à travers les fentes dudit déflecteur, ledit brûleur comprenant, en outre, un canal annulaire périphérique situé à l'intérieur dudit embout et équipé d'ailettes longitudinales, s'étenidant radiale-ment, pour le guidage du comburant traversant le canal périphérique et, selon la caractéristique importante de la présente invention, les fentes sensiblement radiales ménagées, entre elles, par les ailettes inclinées du déflecteur sont, circonférentiellement, disposées au droit des ailettes longitudinales. La demanderesse a, en effet, constaté, expérimentalement, après avoir disposé le déflecteur dans toutes les positions relatives des fentes des ailettes du déflecteur par rapport aux ailettes longitudinales, que c'est lorsque lesdites fentes coïncident avec les ailettes longitudinales que le taux des oxydes d'azote présents dans les gaz brûlés est le plus bas. Avantageusement, le déflecteur est porté par un support étoilé de répartition de gaz monté, axialement, sur le gicleur d'alimentation disposé selon l'axe de l'embout. De préférence, le support étoilé de répartition de gaz est monté coulissant, selon l'axe de l'embout; le support étoilé est monté coulissant sur le gicleur d'alimentation. En variante, le déflecteur est porté par une pluralité de gicleurs disposés circonférentiellement, autour de l'axe de l'embout, et assurant la répartition du gaz; avantageusement, l'ensemble formé par la lo pluralité de gicleurs et le déflecteur est réglable axialement. De manière préférée, le positionnement, circonférentiellement, du déflecteur est assuré par les ailettes longitudinales. De préférence, le canal annulaire périphérique a une section décroissante vers l'extérieur, l'embout se terminant par une partie tronconique. Selon une disposition avantageuse, le déflecteur est placé près de la sortie de l'embout, dans la position dite de "serrage-avant". De préférence, l'encombrement diamétral des ailettes du déflecteur est légèrement supérieur au diamètre du cercle passant par les bords intérieurs des ailettes longitudinales, en sorte que les ailettes sont maintenues par coincement. L'invention a également pour objet un brûleur à gaz comportant une tête de combustion selon la présente invention. Pour mieux faire comprendre l'objet de l'invention, on va en décrire, maintenant, à titre d'exemple purement illustratif et non limitatif, un mode de réalisation représenté sur le dessin annexé. Sur ce dessin: la figure 1 montre, en coupe, en partie, un tête de combustion conforme à l'invention, pour brûleur à gaz. la figure 2 est une vue axiale du brûleur montré sur la figure 1. En se reportant à la figure 1, la tête de combustion 1 comporte un embout tubulaire 2, de révolution autour d'un axe 3 Selon l'axe 3, un gicleur principal 4, en forme de tube creux, permet l'alimentation en combustible, lequel est propulsé à l'extérieur du gicleur par la face d'extrémité 5 de celui-ci; un support étoilé 6 est percé d'un alésage axial 7 par lequel il est monté coulissant sur le gicleur principal 4, avec interposition d'un joint 8; une tige de réglage 9 permet d'ajuster la position du support 6 le long du gicleur principal 4. Les branches de l'étoile du support étoilé 6 définissent, d'une part, des passages, repérés par les flèches 17, 18, pour l'air principal soufflé dans la tête de combustion, de la droite vers la gauche sur la figure 1, et, d'autre part, des passages radiaux pour le combustible, repérés par les flèches 10 et 11, en combinaison avec un déflecteur 12 solidarisé au support 6 sur la partie 13 de la face frontale dudit support 6, située au centre, l'autre partie 14, située à la périphérie, étant 1 o légèrement décalée axialement vers le gicleur 4. Le déflecteur 12 comporte une pluralité d'ailettes 15, six ailettes dans l'exemple représenté; les ailettes 15 sont inclinées par rapport à un plan perpendiculaire à l'axe 3; elles ménagent ainsi, entre elles, des fentes radiales 16, visibles sur la figure 2 Le déflecteur 12 est, comme i 5 on le sait, destiné à la stabilisation des flammes du brûleur à air soufflé: il est, d'ailleurs, souvent appelé "accroche-flamme" par l'homme du métier; l'inclinaison des ailettes 15 permet d'imprimer un mouvement de rotation au mélange combustible-comburant principal. L'embout tubulaire 2 comprend une partie 2 a, de section circulaire, et une partie 2 b tronconique convergeant vers l'extérieur; à l'intérieur de l'embout 2, des ailettes longitudinales 19 sont disposées dans le canal périphérique, repéré par la flèche 20, existant entre la périphérie extérieure 21 du support étoilé 6, et la surface intérieure de l'embout 2. -Selon l'invention, les fentes radiales 16, entre les ailettes 15, sont placées au droit des ailettes transversales 17: cela est visible sur la figure 2; c'est, en effet, dans cette position relative que le taux d'oxydes d'azote présents dans les gaz brûlés, à la sortie du brûleur, est le plus bas, comme l'a constaté la demanderesse à la suite de nombreux essais; ces essais ont également révélé que, en combinaison avec cette disposition, la position axiale du déflecteur 12 étant conditionnée par le réglage axial du support étoilé 6, habituellement utilisé pour ajuster la quantité et la vitesse de l'air périphérique secondaire, traversant le canal 20, le taux d'oxydes d'azote est le plus bas lorsque le déflecteur est le plus près de la sortie du brûleur, dans la position dite de "serrage-avant", pour employer le terme de l'homme du métier, comme le montre la figure 1. Pour maintenir le déflecteur 12, circonférentiellement, dans la position selon l'invention, l'encombrement diamétral des ailettes du déflecteur 12 est légèrement supérieur au diamètre du cercle passant par les bords intérieurs des ailettes longitudinales 19: grâce à cette disposition, le support 6 est présenté dans l'embout en ayant son axe incliné par rapport à celui de l'embout, puis le support 6 est redressé pour faire coïncider son axe avec celui de l'embout; à la fin de cette manoeuvre, les bords des ailettes 15 sont coincés sur les bords intérieurs des ailettes 19. La tête de combustion qui vient d'être décrite comporte un gicleur ( 4) d'alimentation en combustible, monté axialement à l'intérieur dudit embout, sur lequel est monté coulissant, axialement, le is support étoilé ( 6) qui porte le déflecteur ( 12); en variante, non représentée, la répartition du gaz est assurée par une pluralité de gicleurs ( 4) disposés circonférentiellement, autour de l'axe de l'embout, et portant le déflecteur ( 12), l'ensemble formé par les gicleurs et le déflecteur étant réglable axialement sur une tige de réglage disposée selon l'axe de l'embout ( 2). On vient de décrire une tête de combustion, selon l'invention, pour brûleur à gaz; l'invention a également pour objet un brûleur équipé d'une telle tête. REVENDICATIONS 1) Tête de combustion ( 1) pour brûleur à gaz, comportant un embout ( 2) tubulaire de révolution, au moins un gicleur ( 4) d'alimentation en combustible monté à l'intérieur dudit embout ( 2), un déflecteur ( 12) à ailettes ( 15) inclinées, ménageant entre elles des fentes ( 16) sensiblement radiales, une alimentation principale en comburant, effectuée à travers les fentes ( 16) dudit déflecteur ( 12), ladite tête ( 1) comprenant, en outre, un canal annulaire périphérique ( 20) situé à l'intérieur dudit embout ( 2) et équipé d'ailettes ( 19) longitudinales, s'étendant radialement, pour le guidage du comburant traversant le canal périphérique ( 20), caractérisé par le fait que les fentes ( 16) sensiblement radiales ménagées entre elles, par les ailettes ( 15) inclinées du déflecteur ( 12), sont, circonférentiellement, disposées au droit des ailettes ( 19) longitudinales; 2) Tête de combustion selon la revendication 1, caractérisée par le fait que le déflecteur ( 12) est porté par un support étoilé ( 6) de répartition de gaz monté axialement, sur le gicleur ( 4) d'alimentation disposé selon l'axe de l'embout ( 2); 3) Tête de combustion selon la revendication 2, caractérisé par le fait que le support étoilé ( 6) est monté coulissant sur le gicleur ( 4) d'alimentation; 4) Tête de combustion selon la revendication 1, caractérisé par le fait que le déflecteur ( 12) est porté par une pluralité de gicleurs disposés circonférentiellement, autour de l'axe de l'embout, et assurant la répartition du gaz; ) Tête de combustion selon la revendication 4, caractérisé par le fait que l'ensemble formé par la pluralité de gicleurs et le déflecteur ( 12) est réglable axialement; 6) Tête de combustion selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisée par le fait que le positionnement, circonférentiellement, du déflecteur ( 12) est assuré par les ailettes longitudinales ( 19); 7) Tête de combustion selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisée par le fait que le canal annulaire périphérique ( 20) a une section décroissante vers l'extérieur, l'embout ( 2) se terminant par une partie tronconique ( 2 b); 8) Tête de combustion selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisée par le fait que le déflecteur ( 12) est placé près de la sortie de l'embout ( 2), dans la position dite de "serrage-avant"; 9) Tête de combustion selon l'une des revendications 6 à 8, caractérisée par le fait que l'encombrement diamétral des ailettes ( 15) du déflecteur ( 12) est légèrement supérieur au diamètre du cercle passant par les bords intérieurs des ailettes longitudinales ( 19), en sorte que les ailettes ( 15) sont maintenues par coincement; ) Brûleur à gaz, caractérisé par le fait qu'il comporte une tête 1 o de combustion selon l'une des revendications 1 à 9 précédentes.