Brevet FR2687459A1 — publié le 19930820

Grille de combustion pour brûleur à gaz. L'invention concerne une grille de combustion pour brûleur à gaz. Les brûleurs à gaz, notamment pour chaudières, sont généralement adaptés chacun pour un type de gaz particulier. I1 y a en effet des différences importantes entre le gaz dit de ville, les divers gaz naturels, et les gaz de pétrole liquéfiés (butane, propane, etc.). L'un des problèmes majeurs à résoudre pour une grille de combustion munie d'orifices pour le passage du mélange combustible gaz-air, concerne le diamètre des orifices et surtout la répartition de ceux-ci. En effet, on cherche à ce que la vitesse de passage du mélange soit supérieure à la vitesse de déflagration pour éviter un retour de flamme et cette vitesse dépend de la nature du gaz. Jusqu'à présent, on a également obtenu des puissances différentes en adaptant le nombre des orifices. L'inventeur a cherché et conçu une grille de combustion capable de fonctionner avec plusieurs sortes de gaz et plusieurs puissances. En fait, si la conception d'une telle grille résulte d'une recherche théorique, elle provient principalement des résultats de nombreux essais. Ces recherches ont permis à l'inventeur de trouver une répartition tout à fait originale et inattendue des orifices de passage du combustible. A partir d'une grille de combustion pour brûleur à gaz, par exemple un brûleur du type de celui montré dans le brevet Français 2 593 270, et ayant des orifices pour le passage du mélange combustible qui sont disposés sur une surface annulaire, la grille selon l'invention est remarquable en ce qu'elle présente sur au moins une zone, plusieurs rangées circulaires et concentriques d'orifices qui sont régulièrement répartis sur chaque rangée, mais qui sont de plus en plus rapprochés les uns des autres d'une rangée à l'autre, en fonction de la décroissance du diamètre desdites rangées. Avantageusement, la zone comporte un nombre N1 de rangées munies chacune sensiblement du même nombre d'orifices nl. Selon un mode de réalisation, la grille présente au moins deux zones dont l'une comporte un nombre N1 de rangées, munies chacune sensiblement du même nombre d'orifices nl et l'autre comporte un nombre N2 de rangées munies chacune sensiblement du même nombre n2 d'orifices. De préférence dans ce cas, les nombres N1 et N2 de rangées de chaque zone et/ou les nombres nl et n2 d'orifices par rangée pour chaque zone sont différents et plus particulièrement encore la zone la plus à l'extérieur possède un nombre de rangées N1 supérieur au nombre N2 de rangées de la zone la plus à l'intérieur. Selon un mode de réalisation, le nombre nl d'orifices par rangée de la zone la plus à l'extérieur ayant donc un plus grand diamètre, est inférieur au nombre n2 d'orifices par rangée de la zone la plus à l'intérieur. Dans le cas d'une grille qui présente du côté extérieur une partie annulaire sensiblement oblique en remontant vers l'extérieur, et une partie du côté intérieur sensiblement horizontale et pour un mode de réalisation pourvu comme précité d'au moins deux zones, les parties respectivement vers l'extérieur et vers l'intérieur constituent des zones distinctes munies respectivement de N1 rangées à n orifices chacune et N2 rangées à n2 orifices chacune. 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 un brûleur équipé d'une grille selon l'invention, - la figure 2 montre schématiquement un quart de grille vue en plan, - les figures 3 et 4 montrent, à titre d'exemple, deux autres modes de réalisation de brûleurs équipés selon l'invention. Les figures 1, 3 et 4 montrent trois modes de réalisation de brûleurs assez voisins. Les organes identiques ou voisins et ayant la même fonction auront les mêmes références sur la figure 1 et les figures 3 et 4 avec pour ces dernières un accent. Les brûleurs représentés comportent une manchette d'arrivée d'air 1 (figure 1) et 1' (figures 3 et 4), qui débouche dans le cas de la figure 1 de manière sensiblement tangantielle dans une enveloppe extérieure 2 munie d'une embase 3. Les modes de réalisation des figures 3 et 4 comportent aussi une enveloppe extérieure 2' et une embase 3', mais le branchement de l'arrivée d'air est différent, comme il sera expliqué plus loin. L'embase 3, 3' sert de support pour une grille de combustion annulaire 4, 4' pourvue d'une pluralité d'orifices 5, 5' dont il sera question plus en détail ci-après, le centre de la grille annulaire étant bouché par un déflecteur 6, 6'. La grille de combustion 4, 4' se prolonge, ou comporte un prolongement, vers l'intérieur sous forme d'une paroi cylindrique 7, 7', recouverte par un chapeau annulaire 8, 8'. La grille 4, 4', le déflecteur 6, 6' et le prolongement 7, 7' forment une chambre de mélange 9, 9'. En effet, c'est dans cette chambre 9, 9' que se forme au moins en partie le mélange de combustion. Dans le mode de réalisation de la figure 1, l'air arrive par la manchette 1 et par l'intermédiaire d'une virole 10 à l'intérieur de l'enceinte formée par 11 enveloppe 2, tandis que le gaz arrive par une conduite 11 qui plonge dans la chambre 9 au travers du trou central du chapeau annulaire 8 pourvu en outre d'un manchon 12. La conduite 11 comporte des orifices 13 de sortie pour le gaz. Dans le mode de réalisation des figures 3 et 4, le chapeau annulaire 8' se prolonge vers l'extérieur par un manchon 14 sur lequel se raccorde par un raccord 15, la manchette 1' d'arrivée d'air. Pour ce type de réalisation, l'arrivée de gaz s'effectue par exemple par une conduite de gaz 11' qui arrive soit au centre et à contre courant de la manchette 1' (figure 3), soit à la périphérie de la manchette 1' au moyen de trous 16 et d'un raccord 17 (figure 4). L'air qui arrive par la manchette 1, 11 est généralement pulsé par un ventilateur (non représenté) tandis qu'il est évidemment possible de prévoir un appareil de modulation. En plus du manchon 12 et du déflecteur annulaire 22 sur la figure 1, on comprend que le mélange ou la fin du mélange du gaz et de l'air s'effectue sur un chemin sinueux dû en outre aux chicanes 18, 18' dont est pourvu le déflecteur 6, 6' et 19, 19t comme le montrent les dessins. Par ailleurs, sur la figure 1 (et il peut en être évidemment de même pour les figures 3 et 4) on peut voir une électrode d'allumage 20 et une électrode de contrôle de flamme par ionisation 21, de même que des orifices 23 d'arrivée d'air secondaire. Comme le montrent les figures 1, 3 et 4, la grille de combustion annulaire 4, 4' présente une première partie (la plus à l'exté- rieur) oblique 4a, 4'a qui est inclinée vers le haut en allant vers l'extérieur, et une autre partie sensiblement horizontale 4b, 4'b, ce qui permet d'assurer notamment un bon mélange avec l'air secondaire provenant par exemple des orifices 23 (figure 1). Comme le montrent les dessins et plus particulièrement la figure 2, la partie oblique 4a, 4'a de la grille constitue une première zone dite Z1 et la partie horizontale 4b, 4'b une deuxième zone Z2. Dans l'exemple représenté, la zone Z1 comporte NI rangées (ici 4) d'orifices, par exemple d'un diamètre de 1,5 mm, et la zone Z2, N2 rangées (ici 2), toutes les rangées étant circulaires et concentriques. Par ailleurs, on peut constater que chaque rangée de la zone Z1 et chaque rangée de la zone Z2 comporte le même nombre d'orifices, respectivement nl pour chaque rangée de Z1 et n2 pour chaque rangée de Z2 lesquels sont en outre régulièrement répartis de telle sorte que d'une rangée à l'autre les orifices se resserrent en allant de l'extérieur vers l'intérieur. De plus, on a trouvé avantageux de ménager plus d'orifices dans la zone Z2 la plus intérieure et donc ayant un plus petit diamètre, alors que l'on aurait pu penser au contraire qu'il pouvait être préférable de diminuer le nombre des orifices dans les mêmes proportions que le diamètre de la rangée. Toutefois, il est clair que l'on peut imaginer de nombreuses autres variantes sans sortir du cadre de l'invention. Il peut nty avoir qu'unie seule zone ou plus de deux zones distinctes et il est clair que si le nombre d'orifices d'une rangée à l'autre dans une zone particulière est le même, il faut bien comprendre qu'il peut s'agir sensiblement du même nombre et qu'il pourrait même être assez différent, la caractéristique générale étant un resserrement des orifices d'une rangée à l'autre en fonction de la décroissance du diamètre desdites rangées. REVENDICATIONS 1) Grille de combustion (4,4') pour brûleur à gaz dont les orifices (5,5') pour le passage du mélange combustible, sont disposés sur une surface annulaire, caractérisée en ce qu'elle présente sur au moins une zone (Z1) plusieurs rangées circulaires et concentriques d'orifices qui sont régulièrement répartis sur chaque rangée, mais qui sont de plus en plus rapprochés les uns des autres d'une rangée à l'autre, en fonction de la décroissance du diamètre desdites rangées. 2) Grille selon la revendication 1, caractérisée en ce que la zone (Z1) comporte un nombre N1 de rangées munies chacune sensiblement du même nombre d'orifices nl. 3) Grille selon la revendication 2, caractérisée en ce qu'elle présente au moins deux zones (Z1, Z2) dont l'une (Z1) comporte un nombre N1 de rangées, munies chacune sensiblement du même nombre d'orifices nl et l'autre (Z2), comporte un nombre N2 de rangées munies chacune sensiblement du même nombre n2 d'orifices. 4) Grille selon la revendication 3, caractérisée en ce que les nombres N1 et N2 de rangées de chaque zone (Z1 > Z2) et/ou les nombres nl et n2 d'orifices par rangée pour chaque zone sont différents. 5) Grille selon la revendication 4, caractérisée en ce que la zone (Z1) la plus à l'extérieur possède un nombre de rangées N1 supérieur au nombre N2 de rangées de la zone (Z2) la plus à l'intérieur. 6) Grille selon l'une des revendications 4 ou 5, caractérisée en ce que le nombre nl d'orifices par rangée de la zone (Z1) la plus à l'extérieur ayant donc un plus grand diamètre, est inférieur au nombre n2 d'orifices par rangée de la zone (Z2) la plus à l'intérieur. 7) Grille selon l'une des revendications 3 à 6 qui présente du côté extérieur une partie annulaire sensiblement oblique (4a,4'a) en remontant vers l'extérieur, et une partie (4b,4'b) du côté intérieur sensiblement horizontale, caractérisée en ce que les parties respectivement vers l'extérieur (4a,4'a) et vers l'intérieur (4b,4'b) constituent des zones (Z1,Z2) distinctes munies respectivement de N1 rangées à nl orifices chacune et N2 rangées à n2 orifices chacune.