Brevet FR2708085A1 — publié le 19950127

DE S C R I P T I 0 N La présente invention concerne la conservation d'une bonne carburation des brûleurs atmosphériques à gaz prévus pour fonctionner en régime nominal de basse pression quand on désire moduler leur régime jusqu'à un ralenti minimum par tout système de régulation à variation dégressive à partir de la pression nominale jusqu'à un ralenti minimum. Dans l'état actuel de la technique, les brûleurs fonctionnant en basse pression, c'est-à-dire à une pression généralement inférieure à 500 Mbar, sont affectés par une détérioration de la qualité de la combustion si la pression d'alimentation descend sensiblement au-dessous de la valeur nominale pour laquelle ils ont été conçus. En effet, l'équilibre du dosage du gaz carburant injecté et de l'air comburant aspiré ne reste satisfaisant que dans les limites d'une plage restreinte au-dessous de la pression nominale. Cet état de fait interdit l'utilisation d'une régu- lation par variation dégressive sensible de la pression d'alimentation jusqu'à un ralenti minimum et conduit à utiliser une régulation " tout ou rien " nécessitant alors un réallumage électrique ou un dispositif de veilleuse. Cet inconvénient d'impossibilité d'une grande plage de régulation par variation dégressive de la pression nominale, sans entraîner une détérioration de la qualité de combustion, s'atténue et s'efface rapidement lorsque les appareils sont prévus pour fonctionner à des pressions supérieures à 1 Bar. La plage de bonne carburation s'élargit lorsque la pression s'élève, et c'est ainsi qu'avec des appareils prévus, par exemple, pour fonctionner à 1,4 Bar en régime nominal, on peut descendre la pression jusqu'à une pression de ralenti de O,02Bar Le problème concerne donc les appareils " basse pression" soit, à titre d'exemple, un appareil fonctionnant à une pression nominale de 350 Mbar pour lequel l'admission d'air aspiré et l'injection de gaz débité par l'injecteur ne restent pas proportionnelles sur une plage de pression descendant au-dessous de 50 % du régime nominal. Le dispositif suivant l'invention résoud cette difficulté quand on abaisse la pression jusqu'à réduire le débit minimum de ralenti au même niveau inférieur qu'avec des appareils prévus pour fonctionner en haute pression. Il prévoit, en effet, un système d'injection en cascade additionnelle décrit plus loin. Pour assurer, par ailleurs, cette grande place de régu- lation, on peut utiliser des dispositifs classiques tels que détendeurs variables à servo-moteur ou à pilotage pneumatique, ou des batteries de détendeurs montés en parallèle commandés par des vannes asservies. Le dispositif suivant l'invention accepte et peut compren- dre un système de régulation différent dont une des particulari- tés est d'assurer le débit minimum de ralenti par un autre procédé que celui de la baisse de pression par détendeur régla- ble. Il convient de préciser que ce procédé, pour des raisons de possibilités technologiques de fabrication, ne peut concerner présentement que des appareils " basse pression ". Le dispositif suivant l'invention comprend obligatoirement pour l'injection: Une valve (3) à membrane (4) munie d'un pointeau (5). Celui-ci ne s'ouvre pour alimenter l'injecteur de deuxième étage ( 2) que lorsque la pression qui parvient à la membrane ( 4) atteint, suivant le réglage du ressort ( 10) par la vis ( 11), un pourcentage de la pression nominale se situant, suivant le niveau de cette pression nominale, entre 35 et 55 % de celle-ci. Lorsque la pression reçue par la membrane ( 4) est inférieure à son seuil d'ouverture du pointeau ( 5), seul l'injecteur de premier étage ( 1) distribue le gaz carburant. Cet injecteur de premier étage: est calibré pour donner un débit d'injection approprié à la plage inférieure de variation de pression comprise entre le minimum de ralenti et la pression maximale de premier étage ( 35 à 55 % de la pression nominale). est positionné dans le venturi ( 12) à l'emplacement adéquat pour obtenir l'aspiration d'air approprié. Lorsque la pression franchit le seuil permettant d'ouvrir le pointeau (5) l'injecteur de deuxième étage ( 2) ajoute son débit à celui de l'injecteur de premier étage ( 1). /. Cet injecteur de deuxième étage: est calibré pour donner un débit d'injection donnant, lorsque la pression d'alimentation atteint la valeur nominale, la totalité de la puissance nominale de l'appareil. 5. est positionné dans le venturi ( 12) pour obtenir l'aspiration adéquate d'air supplémentaire pour une bonne car- buration. N.B: bien que se trouvant à des positions pouvant être différen- tes dans le venturi ( 12), les deux injecteurs de premier étage ( 1) et deuxième étage ( 2) doivent converger sur l'axe longitudinal du venturi ( 12). Ainsi en décomposant en deux arcs distincts les courbes respectives de concordance des débits d'injection de gaz et d'aspiration d'air, on évite la discordance croissante, avec la diminution de pression, du débit de gaz et de l'aspiration de l'air, discordance constatée sur des appareils de type " basse pression " munis d'un injecteur unique ( de calibre obligatoi- rement supérieur à celui des deux injecteurs distincts montés en cascade) et placé à un point et un seul de l'intérieur du venturi. Le dispositif suivant l'invention peut comporter pour la régulation: une vanne thermostatique ( 6) de principe connu à dilatation de fluide entre un soufflet ( 13) faisant office de piston sur un clapet ( 8), ce soufflet étant relié par un capil- laire ( 14) à un bulbe ( 15) capteur des variations de tempé- rature. La variation de position du clapet ( 8) par rapport à son siège dans le sens de la fermeture, produit, par perte de charge, une diminution de pression par rapport à la pression nominale fournie en amont de la vanne ( 6). L'étanchéité de cette vanne ( 6) est assurée par une membrane ( 7). L'utilisa- tion d'une membrane au lieu d'un joint torique autour de l'axe du clapet ( 8) utilisé habituellement dans les vanne de ce type, est rendue possible pour la raison que les pressions nominales concernant le dispositif sont faibles et ne sont pas un obstacle à l'action du soufflet ( 13) sur le clapet ( 8). un pré-injecteur de ralenti ( 9) de calibre appro- prié est disposé en dérivation dans la vanne ( 6).Il assure, lorsque le clapet de la vanne est fermé,un débit de gaz correspon- dant au régime minimum de ralenti du brdleur auquel il est destiné. Le gaz d'alimentation entrant dans la vanne thermosta- tique ( 6) à une pression nominale fixe, le pré-injecteur de ralenti ( 9) recevant cette pression fixe, fournira un débit constant de régime minimum. Ce pré-injecteur de ralenti est monté " tête-bêche ", l'orifice d'entrée du gaz étant celui de son extrémité conique, contrairement à la disposition clas- sique. Cette disposition a pour but d'éviter l'accumulation et l'agglomération de micro-impuretés provenant des conduites et du gaz commercial lui-même. Dans la disposition classique des injecteurs, c'est-à-dire avec entrée du gaz par l'extrémité de l'injecteur opposé au profil conique, ce profil est conique aussi bien à l'intérieur qu'à l'extérieur de l'injecteur par nécessité technologique de perforation de l'orifice calibré. Cette conicité intérieure, formant goulot d'étranglement, pour les micro-impuretés qui peuvent s'y agglomérer et s'y tasser, conduit souvent à l'obstruction des injecteurs de faible calibre. Dans la disposition adoptée, si une micro-impureté réussit à franchir le tamis ( 16) dont la définition de maille est inférieure à celle du calibre du pré-injecteur de ralenti ( 9), elle n'aura aucune chance de s'accumuler dans ce pré- injecteur après s'être introduite par son extrémité conique. Si donc on utilise la vanne de régulation ainsi décrite avec un appareil " basse pression " muni d'un dispositif d'injection en cascade additionnelle, on obtient un ensemble compact de construction simplifiée et d'utilisation pratique. REVENDICATIONS 1) Dispositif pour conserver en modulation de régime une bonne carburation aux brûaleurs atmosphériques à gaz de type "basse pression ", caractérisé en ce qu'il comporte deux injec- teurs ( 1) et ( 2)montés en cascade additionnelle, l'injecteur ( 2) ne fonctionnant que lorsque la valve ( 3) à membrane ( 4) ouvre le pointeau ( 5) sous l'effet de l'augmentation de la pression d'alimentation. 2) Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce qu'un ressort ( 10) et une vis ( 11) permettent de choisir le seuil de pression ouvrant le pointeau ( 5). 3) Dispositif selon la revendication 1 caractérisé par le fait que l'axe longitudinal des deux injecteurs ( 1) et ( 2) convergent sur l'axe longitudinal du venturi ( 12). 4) Dispositif selon la revendication 1 caractérisé par le fait que les deux injecteurs ( 1) et ( 2) peuvent être décalés l'un par rapport à l'autre sur un plan médian de l'axe longitu- dinal du venturi ( 12). ) Dispositif selon la revendication 1 pouvant comprendre pour la régulation par modulation de régime, une vanne thermos- tatique ( 6) comportant pour le régime minimum un pré-injecteur de ralenti ( 9) monté en dérivation et donc alimenté à la pres- sion nominale et réglant le débit minimum, ce pré-injecteur de ralenti ( 9) étant caractérisé en ce qu'il est monté "tête-bêche',' l'orifice de son extrémité conique étant celle du sens d'entrée du gaz. 6) Dispositif selon la revendication 5 caractérisé en ce que l'étanchéité est assurée par une membrane ( 7).