Brevet FR2729460A1 — publié le 19960719

DISPOSITIF DE REGLAGE DU DEBIT D'AIR COMBURANT POUR UN BRULEUR A AIR SOUFFLE L'invention est relative à un dispositif de réglage du débit d'air comburant pour un brûleur à air soufflé, du genre de ceux qui comprennent une canalisation d'alimentation en air conduisant à un ventilateur, ou analogue, et un volet monté rotatif, dans ladite canalisation, autour d'un axe transversal à la direction d'écoulement de l'air, ce volet permettant d'obstruer plus ou moins la section de passage d'air et ainsi d'adapter le débit d'air comburant au débit de combustible. Le volet peut être commandé soit manuellement soit par un dispositif automatique du type servomoteur ou vérin électrique, hydraulique, etc. Si on observe la courbe du débit d'air soufflé par le ventilateur, en fonction de l'angle d'ouverture du volet, on s'aperçoit qu'elle obéit à une courbe A représentée en trait mixte sur la figure 3. Cette courbe met en évidence le problème de la faible "autorité" du volet d'air pour les petits angles d'ouverture, c'est-à-dire que dans cette plage d'angles d'ouverture, une faible variation de l'angle de réglage du volet conduit à une variation importante du débit d'air. Ce phénomène rend difficile un réglage précis du brûleur pour les faibles puissances. L'invention a pour but, surtout, de fournir un dispositif de réglage du débit d'air comburant pour un brûleur à air soufflé, du genre défini précédemment, qui permette d'améliorer la précision du réglage du brûleur pour les petits angles d'ouverture du volet, c'est-à- dire pour les faibles puissances. Selon l'invention, un dispositif de réglage du débit d'air comburant pour un brûleur à air soufflé, du genre défini précédemment, est caractérisé par le fait que la canalisation d'alimentation comporte, au niveau du volet lorsque ce dernier est en position voisine de la fermeture, au moins un profil déterminé pour assurer une augmentation progressive de la section de passage d'air pour les faibles ouvertures du volet. Avantageusement, le profil est déterminé de manière à assurer une augmentation sensiblement linéaire du débit d'air en fonction de l'angle d'ouverture du volet, pour les faibles ouvertures. L'axe transversal d'articulation du volet peut être prévu à mi- hauteur de ce volet; dans ce cas, il est avantageux que le susdit profil déterminé soit prévu sur la surface interne de la paroi de la canalisation d'un côté de l'axe d'articulation, tandis que du côté de cet axe opposé au profil la paroi comporte une portion de secteur circulaire qui épouse, de manière sensiblement étanche, l'extrémité du volet lors de sa course de rotation pour les faibles ouvertures. De préférence, le profil déterminé, assurant une ouverture progressive, comporte une surface concave s'écartant radialement progressivement de la surface balayée par le bord voisin du volet lors de sa rotation. La portion de secteur circulaire, assurant la fermeture du passage du côté opposé au profil déterminé, a de préférence une étendue angulaire, autour de l'axe de rotation du volet, sensiblement égale à celle du profil déterminé. Cette étendue angulaire du secteur circulaire et du profil peut être d'environ 400. Avantageusement, le volet présente une section transversale, par un plan orthogonal à son axe de rotation, en forme d'angle obtus. De préférence, le secteur circulaire, qui épouse le bord du volet lors de sa rotation pour de faibles angles d'ouverture, est centré dans un plan transversal, passant par l'axe du volet, et sensiblement orthogonal à la direction d'écoulement de l'air. Avantageusement, la branche du volet, opposée audit secteur circulaire, est située dans le plan médiateur dudit secteur, lorsque le volet est en position de fermeture, tandis que la branche du volet située du côté du secteur a son bord d'extrémité voisin d'une extrémité dudit secteur circulaire. L'angle aigu, supplémentaire de l'angle obtus formé entre les branches du volet, est avantageusement égal à la moitié de l'étendue angulaire du secteur circulaire. Avec un tel agencement. la saillie transversale, dans la canalisation d'alimentation en air, du secteur circulaire est minimale. L'invention consiste, mises à part les dispositions exposées ci- dessus, en un certain nombre d'autres dispositions dont il sera plus explicitement question ci-après à propos d'exemples de réalisation décrits avec référence aux dessins ci-annexés, mais qui ne sont nullement limitatifs. La figure 1, de ces dessins, est une vue schématique en coupe d'une canalisation d'alimentation en air pour brûleur à air soufflé, équipée d'un dispositif de réglage selon l'invention, avec un volet dont l'ouverture est commandée par rotation en sens contraire d'horloge. La figure 2 montre, semblablement à la figure 1, une variante de réalisation avec volet dont l'ouverture est obtenue par rotation en sens d'horloge. La figure 3, enfin, est un graphe illustrant les variations du débit d'air dans la canalisation, portées en ordonnée, en fonction de l'angle d'ouverture du volet porté en abscisse. En se reportant à la figure 1 des dessins, on peut voir un dispositif de réglage R du débit d'air comburant pour un brûleur à air soufflé B, schématiquement représenté. Le dispositif R comprend une canalisation 1 d'alimentation en air conduisant à un ventilateur V schématiquement représenté, par exemple de type centrifuge, fournissant l'air soufflé au brûleur B. Dans l'exemple considéré, la canalisation 1 est immédiatement suivie d'un coude 2, par exemple à angle droit, pour alimenter directement la turbine du ventilateur V. L'entrée d'air 3 est constituée par une ouverture située à l'extrémité de la canalisation 1 éloignée du coude 2. La section transversale de la canalisation 1 par un plan orthogonal à l'axe de cette canalisation est rectangulaire et les parois supérieure 4 et inférieure 5 limitant cette canalisation sont sensiblement planes, et horizontales selon la représentation de la figure 1. Les parois latérales sont sensiblement verticales. Le dispositif de réglage R comprend un volet 6, disposé dans la canalisation 1, monté rotatif autour d'un axe 7 transversal à la direction d'écoulement de l'air représentée par la flèche F. L'axe 7 est orthogonal au plan de la figure 1, et le volet 6 en tournant autour de cet axe permet d'obstruer plus ou moins la section de passage d'air, et d'adapter le débit d'air comburant au débit de combustible. Le contour du volet 6 est sensiblement rectangulaire et ses bords supérieur et inférieur sont rectilignes, parallèles à l'axe 7. L'axe transversal d'articulation 7 est prévu à mi-hauteur du volet 6. Il convient de noter toutefois qu'avec un volet rectangulaire, dans une canalisation à section rectangulaire, l'axe d'articulation pourrait être situé à un autre niveau, par exemple suivant un des bords d'extrémité du volet. Par contre, dans le cas o la canalisation 1 aurait une section circulaire, l'axe 7 serait toujours prévu à mi-longueur du volet, suivant un diamètre de cette canalisation circulaire. La canalisation 1 comporte, au niveau du volet 6, lorsque ce dernier est en position voisine de la fermeture, un profil P déterminé pour assurer une augmentation progressive de la section de passage d'air pour les faibles ouvertures du volet 6. Le profil P. dans l'exemple considéré, est prévu sur la surface interne de la paroi inférieure 5 de la canalisation. Dans l'exemple de réalisation de la figure 1, le volet 6 passe de la position de fermeture à des ouvertures croissantes par rotation dans le sens contraire d'horloge autour de l'axe 7. Dans ce cas, l'extrémité aval 8 du profil P se trouve sensiblement à la verticale de l'axe 7 et est tangente au bord inférieur du volet 6 en position de fermeture, position pour laquelle la partie de ce volet située au-dessous de l'axe 7 est verticale. Le profil P s'étend en amont de ladite extrémité 8 et présente une surface concave 9 s'écartant radialement progressivement de la surface , représentée par un arc de cercle en trait mixte, balayée par le bord inférieur du volet 6 lors de sa rotation. On a désigné par C l'étendue angulaire du profil P vu du centre de l'axe 7. L'angle C peut être de l'ordre de 40 . Du côté de l'axe 7 opposé au profil P, la canalisation 1 comporte, sur sa paroi supérieure, une portion de secteur circulaire 11 qui épouse le bord supérieur 12 du volet lors de sa course de rotation pour les faibles ouvertures. Il y a donc une quasi-étanchéité entre le bord 12 et la portion de secteur circulaire 11 lorsqu'ils sont en regard. Avantageusement, pour que la saillie de la portion 11 dans le passage d'air de la canalisation 1 soit minimale, cette portion de secteur circulaire est centrée dans le plan transversal Q passant par l'axe 7, sensiblement orthogonal à la direction F d'écoulement de l'air. Le secteur 11 est symétrique par rapport à ce plan Q. Le volet 6 présente une section, par un plan orthogonal à son axe de rotation. en forme d'angle obtus, comme visible sur la figure 1, présentant deux branches 13, 14. La branche inférieure 13, en position de fermeture du volet, est situé dans le plan Q tandis que la branche supérieure 14 aboutit à l'extrémité amont du secteur 11, assurant ainsi la fermeture du passage d'air. L'angle aigu E entre la branche supérieure 14 et le prolongement de la branche inférieure 13 est égal à la moitié de l'angle C, c'est-à-dire à la moitié de l'étendue angulaire du secteur 11 et du profil 9. La concavité du volet 6 est tournée vers l'amont. Lors de la course d'ouverture réduite du volet 6, le bord supérieur 12 reste tangent au secteur 11, tandis que le bord inférieur de la branche 13 du volet s'écarte progressivement du profil 9 et commande la variation de débit d'air. En se reportant à la figure 3, on peut voir tracée en trait plein la courbe de débit Ai correspondant à la combinaison du profil P, du secteur i 1 et du volet 6 de la figure 1; le débit en m3/heure est porté en ordonnée, tandis que l'angle d'ouverture est porté en abscisse. L'angle d'ouverture est égal, par exemple, à l'angle formé entre la branche 13 inférieure du volet 6 et le plan vertical Q passant par l'axe 7. La variation de débit correspondant à la courbe A1, pour les faibles ouvertures, est beaucoup plus progressive que celle correspondant à la courbe A classique. On a représenté par A2 une variation linéaire du débit en fonction de l'ouverture. On peut si on le souhaite se rapprocher davantage de cette courbe A2 en déterminant le profil P en conséquence. La position d'ouverture complète du volet 6 a été représentée en trait mixte sur la figure 1. La figure 2 illustre une variante de réalisation selon laquelle le mouvement de rotation du volet le faisant passer de sa position de fermeture à l'ouverture s'effectue dans le sens d'horloge autour de l'axe 7. Les éléments identiques ou jouant des rôles analogues à des éléments déjà décrits à propos de la figure 1 sont désignés par la même référence numérique éventuellement suivie de la lettre a. Leur description ne sera pas reprise ou ne sera effectuée que succinctement. Le volet 6a présente, en section transversale, la forme d'un angle obtus, mais sa concavité est tournée vers l'aval. Le profil Pa s'étend également vers l'aval à partir de la position verticale de la branche 13a. Le secteur 1 la reste centré dans le plan vertical Q passant par l'axe de rotation 7 du volet 6. La surface concave 9a du profil Pa s'écarte progressivement de la trajectoire circulaire l0a du bord inférieur de la branche 13a. La réalisation de la figure 2 permet, avec un profil Pa approprié, d'obtenir une courbe de débit semblable à la courbe Ai de la figure 3, assurant une augmentation progressive du débit pour les faibles ouvertures. Quelle que soit la variante adoptée, on obtient une optimisation de "l'autorité" du volet d'air pour les faibles ouvertures et une perte de charge extrêmement faible en ouverture maximale. La forme du volet est optimisée pour guider les filets d'air dans l'alimentation du ventilateur et réduire encore ainsi la perte de charge à grand débit. REVENDICATIONS 1. Dispositif de réglage du débit d'air comburant pour un brûleur à air soufflé, comprenant une canalisation d'alimentation en air conduisant à un ventilateur, ou analogue, et un volet monté en rotatif, dans ladite canalisation, autour d'un axe transversal à la direction d'écoulement de l'air, ce volet permettant d'obstruer plus ou moins la section de passage d'air et ainsi d'adapter le débit d'air comburant au débit de combustible, caractérisé par le fait que la canalisation d'alimentation (1) comporte, au niveau du volet (6, 6a), lorsque ce dernier est en position voisine de la position de fermeture, au moins un profil (P, Pa) déterminé pour assurer une augmentation progressive de la section de passage d'air pour les faibles ouvertures du volet. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé par le fait que le profil (P, Pa) est déterminé de manière à assurer une augmentation i5 sensiblement linéaire du débit d'air en fonction de l'angle d'ouverture du volet, pour les faibles ouvertures. 3. Dispositif de réglage selon la revendication 1 ou 2 dans lequel l'axe transversal (7) d'articulation du volet est prévu à mi-hauteur de ce volet, caractérisé par le fait que le profil (P. Pa) est prévu sur la surface interne de la paroi de la canalisation, d'un côté de l'axe d'articulation, tandis que du côté de cet axe oppose au profil, la paroi comporte une portion de secteur circulaire (11) qui épouse de manière sensiblement étanche l'extrémité du volet lors de sa course de rotation pour les faibles ouvertures. 4. Dispositif selon la revendication 3, caractérisé par le fait que le profil (P, Pa) déterminé, assurant une ouverture progressive, comporte une surface concave (9, 9a) s'écartant radialement progressivement de la surface (10, 10a) balayée par le bord voisin du volet lors de sa rotation. 5. Dispositif selon la revendication 4, caractérisé par le fait que la portion de secteur circulaire (11), assurant la fermeture du passage du côté opposé au profil déterminé (P, Pa), a une étendue angulaire, autour de l'axe de rotation du volet, sensiblement égale à celle (C) du profil déterminé. 6. Dispositif selon la revendication 5, caractérisé par le fait que l'étendue angulaire (C) du profil et du secteur circulaire est d'environ 40 . 7. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé par le fait que le volet (6, 6a) présente une section transversale, par un plan orthogonal à son axe de rotation, en forme d'angle obtus, le secteur circulaire (11, 1 la) qui épouse le bord du volet lors de sa rotation pour les faibles ouvertures, étant centré dans un plan transversal (Q) passant par l'axe du volet, et sensiblement orthogonal à la direction d'écoulement de l'air. 8. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé par le fait que la branche (13, 13a) du volet, opposée audit secteur circulaire, est située dans le plan médiateur (Q) dudit secteur, lorsque le volet (6, 6a) est en position de fermeture, tandis que la branche (14, 14a) du volet située du côté du secteur a son bord d'extrémité voisin d'une extrémité dudit secteur circulaire (11, lia), l'angle aigu (E), supplémentaire de l'angle obtus formé entre les branches du volet. étant égal à la moitié de l'étendue angulaire (C) du secteur circulaire.