Brevet FR2823557A1 — publié le 20021018

dispositif de guidage (I) selon l'une quelconque des revendications 1 à 11. L'invention concerne un dispositif comprenant au moins un bruleur à gaz présentant des orifices principaux et disposé sous une plaque réalisée dans un matériau résistant à des températures élevées et comportant des ouvertures. De tels dispositifs dont le principe général est connu sont couramment utilisés en tant que tables de cuisson ou dessus de cuisinières. DE-A-40 33 503 décrit un dispositif présentant un brûleur comportant des orifices de sortie de gaz dans un espace libre ménagé sous une plaque entourant lesdits orifices et comportant des trous pour 0 l'évacuation des gaz de combustion. Toutefois, ce dispositif ne permet pas de concevoir des réalisations industrielles satisfaisant au service attendu par le client et répondant aux normes en vigueur applicables aux appareils de cuisson gaz. En effet, la combustion des flammes sous la plaque nécessite de limiter le flux de gaz à un niveau relativement faible pour respecter les teneurs en gaz polluants imposées par les normes. L' invention vise à proposer une solution simple, fiable, peu onéreuse, présentant des conditions de combustion satisfaisantes du mélange air/gaz combustible pour une large gamme de régimes de puissance, tout en conservant des brûleurs de dimensions usuelles. Pour ce faire, l'invention propose que: - les ouvertures soient disposées sensiblement en correspondance avec lesdits orifices principaux, et - au débit maximal de gaz l'essentiel des flammes passe à travers les ouvertures. Il faut comprendre que les ouvertures sont considérées être en correspondance avec les orifices principaux du brûleur lorsqu'elles sont disposées dans la direction du flux de gaz issu des orifices principaux, de telle sorte que les flammes générées ne viennent pas "buter" contre la plaque. Ainsi, les flammes chauffent par convection l'espace libre et donc la zone de la plaque située en regard du brûleur, ce qui permet de chauffer de manière douce et uniforme le centre d'une casserole ou équivalent posée sur ou du moins en regard de cette zone. La présence de la plaque entre l'ustensile de cuisine et la flamme évite une surchanffe localisée dans cette zone. D'autre part, la puissance maximale de chauffe peut être considérablement élevée par rapport à DE-A-40 33 503, dans la mesure o l'essentiel de la flamme est à l' air libre. o L' invention propose également que le dispositif comprenne en outre des moyens de régulation pour faire varier le débit de gaz sortant des orifices principaux entre une première position dans laquelle ils laissent passer le débit maximal de gaz et une deuxième position dans laquelle ils laissent passer un détit de gaz générant des flammes s'étendant essentiellement dans ledit espace libre. Ainsi, à forte puissance (dans la première position), les flammes brûlent pour l' essentiel à l'air libre, de sorte qu' il est possible d'obtenir une puissance élevée tout en respectant les normes de pollution, et à faible puissance les flammes chauffent de manière modérée l'ustensile de cuisine. zo De manière complémentaire, l' invention propose que l' espace libre communique avec l'atmosphère par un passage périphérique s'étendant entre la plaque et le brûleur. La quantité d'air disponible à proximité des orifices principaux du brûleur pour brûler avec le gaz est ainsi augmentée, ce qui permet d' augmenter la puissance maximale du brûleur tout en réduisant l'émission de gaz polluants. Afin d' améliorer encore la fiabilité du dispositif, l' invention propose en outre que: - le brûleur comprenne une tête de combustion renfermant une chambre de mélange communiquant avec l'atmosphère par l'intermédiaire des orifices principaux, - l'essentiel au moins de la tête de combustion soit à une distance supérieure ou égale à 2 millimètres de la plaque. Cette distance permet une circulation d' air nécessaire pour éviter une surchauffe excessive de la partie de la plaque disposée en regard de la tête de combustion. En outre, cette circulation d'air favorise la combustion du gaz, lorsque les moyens de régulation sont dans la première position. 0 Selon une autre caractéristique, l'invention propose que: - la plaque présente à proximité du brûleur un bossage en forme de chapeau entourant la tête de combustion, ledit bossage comprenant une surface supérieure sensiblement plane et une surface latérale s'étendant sensiblement perpendiculairement à la surface supérieure, et - les ouvertures soient disposées dans la surface latérale du chapeau. Ainsi, les ouvertures étant réalisées dans une paroi destinée à être disposée sensiblement verticalement, le brûleur est protégé des débordements de liquide sur la plaque. En complément, afin d'améliorer encore le fonctionnement du dispositif, l'invention propose que ledit espace libre présente les caractéristiques suivantes: - il s'étend continûment entre la surface supérieure du bossage et la tête de combustion, et entre la surface latérale du bossage et la tête de combustion, - il présente une épaisseur sensiblement constante, perpendiculairement au bossage, de sorte qu'il est dépourvu de zone de striction. Selon une autre caractéristique avantageuse, l'invention propose que les orifices présentent en section la forme de fentes allongées. Ainsi, pour un diamètre donné, il est possible d'accroître la puissance du brûleur par rapport à un brûleur à orifices de section circulaire ou carrée. En outre, cela permet à puissance donnée de réduire la hauteur des ouvertures ménagées dans la plaque. Afin d'améliorer encore l'efficacité du dispositif, l'invention propose que: - le dispositif comprenne plusieurs groupes dorifices principaux, o lesdits groupes soient distants les uns des autres et comprennent chacun une pluralité d'orifices principaux disposés côte-à-côte, - une ouverture allongée soit disposée en correspondance avec chacun des groupes d'orifices principaux. La répartition des orifices en groupes espacés permet de faire passer les flammes à travers les ouvertures, tout en assurant la continuité et la solidité de la plaque, sans réduire substantiellement la puissance du brûleur. Selon une autre caractéristique avantageuse, l'invention propose que le dispositif comprenne en outre des orifices secondaires entre les o groupes d'orifices principaux, lesdits orifices secondaires présentant une section sensiblement inférieure à la section des orifices principaux, afin de générer des flammes d'inter-allumage entre les groupes de flammes principales issues des groupes d'orifices principaux. Ainsi, il suffit d'enflammer le gaz sortant d'un des orifices principaux pour enflammer le gaz sortant de l'ensemble des orifices principaux. L' invention va apparaître encore plus clairement dans la description qui va suivre, faite en référence aux dessins annexés dans lesquels: la figure 1 est une vue en coupe d'un dispositif conforme à l' invention, - la figure 2 est une vue agrandie du détail repéré II à la figure 1, les moyens de régulation étant dans la première position, - la figure 3 est une vue conforme à la figure 2, les moyens de régulation étant dans la deuxième position, - la figure 4 est une vue en coupe suivant le plan repéré IV-IV à la figure 1, représentant de façon schématique la cTrculation dair, - la figure 5 est une vue en coupe suivant le plan repéré V-V à la o figure 4, - la figure 6 est une vue en coupe suivant le plan repéré IV-IV à la figure 1. Les figures 1 à 6 illustrent un dispositif 1 comprenant une plaque de cuisson 4 et des brûleurs 2 (un seul a été représenté). Chaque brûleur 2 est relié à des moyens d'amenée du gaz comprenant une vanne réglable 10 de régulation du débit de gaz et un conduit d'arrivée 12. Chaque brûleur comporte un injecteur 14 et une tête de combustion 16 circulaire comprenant un mélangeur vertical 18 de gaz combustible et d' air comburant, une chambre de mélange 20, des orifices principaux 22 et des orifices secondaires 24. Les orifices principaux 22 sont disposés sous forme de 4 groupes d'orifices disposés consécutivement, à proximité l'un de lautre (séparé d'une distance sensiblement égale à environ 2,5 fois leur hauteur). La plaque de cuisson, avantageusement en vitrocéramique et essentiellement plane, présente des saillies (une seule a été représentée) en forme de chapeau 6 recouvrant chaque brûleur et épousant sensiblement la forme de la tête de combustion 16. Chaque chapeau 6 comporte une paroi supérieure 6a, sensiblement plane et destinée à recevoir un récipient, et une paroi périphérique 6b, sensiblement cylindrique et disposée sensiblement verticalement. Le chapeau est pourvu sur son pourtour, dans sa paroi périphérique 6b, et en face des orifices principaux du bruleur, d'ouvertures 8 en forme de fentes permettant le passage, à travers la plaque, de flammes principales 32 générées par la combustion du mélange gazeux issu des orifices principaux 22. Alternativement, des zones de matière 26 sont conservées pour maintenir solidement la paroi supérieure 6a par rapport au reste de la 0 plaque. Un espace libre 28 est ménagé entre la tête de combustion 16 et le chapeau. Il comprend une partie centrale 28a située entre la paroi supérieure 6a et la tête de combustion 16, ne communiquant pas directement avec l'atmosphère, et une partie périphérique 28b située entre la paroi périphérique 6b et la tête de combustion 16 et ouverte sur ltatmosphère à sa partie inférieure. Cet espace 28, et en particulier son dimensionnement, est essentiel au fonctionnement correct du brÈleur. Il permet en outre une mise en température homogène du chapeau 6 sur, ou du moins à proximité de, la paroi supérieure 6a duquel, sera posé le récipient. Les figures 2 et 3 montrent le déploiement des flammes principales 32 à différentes allures de marche. Bien entendu, il est possible d'obtenir de nombreuses allures entre ces deux extrêmes, par variation continue du débit de gaz combustible au moyen de la vanne 10. A pleine puissance (figure 2) et aux régimes intermédiaires, le mélange air/gaz brule en partie à l'extérieur du chapeau 6, seule une fraction brûlant sous le chapeau 6. Au débit minimum de gaz (figure 3), la combustion s'effectue entièrement sous le chapeau, dans la partie périphérique 28b de l'espace libre. Pour éviter une surchauffe du matériau constituant le chapeau, il est nécessaire que la flamme ne renke entièrement sous celui-ci que lorsque la puissance est à un faible niveau. La distance entre la tête de combustion 16 et la paroi périphérique 6b doit donc être relativement faible. De préférence, elle sera inférieure à environ 7 millimètres, au moins à proximité des orifices principaux 22. Toutefois, l'espace libre 28 est indispensable au fonctionnement du brûleur. La tête de combustion 16 ne doit donc pas être entièrement au contact du chapeau, même si un contact localisé ne serait pas rédhibitoire. o En effet, dans la réalisation illustrée, le brûleur fonctionne avec un prémélange partiel d'air, obtenu dans le mélangeur vertical 18. Il est donc nécessaire d'apporter un complément d'air secondaire en aval du prémélange pour assurer une combustion complète. La partie périphérique 28a de l'espace libre 28 communiquant avec l'atmosphère procure cet apport d'air vers les flammes. Afin que cet apport d'air soit suffisant pour un fonctionnement satisfaisant sur toute la gamme de puissance, la partie périphérique 28a de l'espace libre 28 aura une épaisseur en regard des orifices principaux 22 supérieure ou égale à 2 millimètres. Les fentes 8 ménagées dans le chapeau sont en outre réalisées au moins 5 millimètres au-dessus du reste de la plaque 4 afin de favoriser la combustion des flammes principales 32. De plus, pour une circulation d' air également au-dessus des flammes, l'espace libre 28 présentera également une épaisseur sensiblement constante et supérieure ou égale à 2 millimètres, dans l'essentiel au moins de la partie centrale 28a, et pour ce qui concerne la partie périphérique 28b, entre les groupes d'orifices principaux, et au-dessus des flammes principales. Ainsi, cet air monte entre les groupes de flammes principales 32, tel quillustré par les flèches 36 et circule dans la partie centrale 28a de l'espace libre, tel qu'illustré par les flèches 38 sur la figure 4. Il évite ainsi une surchauffe du chap eau 6, harmonise la temp érature de ce chap eau et améliore encore la qualité de la combustion. D'autre part, les orifices secondaires 24 disposés tout autour de la tête de combustion 16 génèrent des flammes secondaires 34 assurant d'une part un pilotage des flammes principales 32 et d'autre part un inter-allumage entre les groupes des flammes principales 32. Ainsi, il y a continuité de la flamme sur toute la tête de combustion 16. Le dispositif comprend également une bougie d'allumage 30, disposée en regard des orifices principaux 22 et destinée à créer une étincelle 0 pour enflammer le mélange gazeux, ainsi qu'un thermocouple de sécurité 40 détectant la présence d'une flamme. La bougie d'allumage et le thermocouple de sécurité sont disposés entre la plaque et la tête de combustion, à l'abri des chocs et des salissures. Par ailleurs, les orifices principaux 22 présentent en section une forme aplatie, générant des flammes plates et larges tel qu'illustré à la figure 6, ce qui permet d' augmenter la puissance du brûleur pour un diamètre de tête de combustion donné. Avantageusement, le rapport largeur/hauteur des orifices principaux est supérieur ou égal à 5 et de préférence proche de 10. o Les orifices secondaires 24 présentent une section sensiblement inférieure à celles des orifices principaux, environ dix fois plus réduite. Bien entendu, on pourrait prévoir des variantes de réalisations du dispositif conforme à l' invention. On pourrait par exemple disposer les orifices de sortie du gaz sur le dessus de la tête de combustion. En les inclinant, par exemple à 45 ou 60 degrés par rapport à la verticale et en disposant les ouvertures en correspondance, les orifices pourraient être protégés contre les débordements de liquide sur la plaque. Dans la première position de la vanne, les flammes sortiraient par les ouvertures, alors que dans la deuxième position, du fait de l'inclinaison par rapport à la verticale et au moindre débit de gaz, ces flammes resteraient essentiellement sous la plaque. Cette réalisation serait toutefois moins avantageuse que celle illustrée. Les orifices secondaires 24 disposés tout autour de la tête de combustion, au-dessous des orifices principaux 22 pourraient être remplacés par des orifices dinter-allumage disposés uniquement entre les groupes dorifices principaux, dans la continuité de ceux-ci, mais toujours de plus faible section. La tête de combustion 16 et la saillie en forme de chapeau 6 0 pourraient avoir dautres formes. Elles pourraient par exemple être triangulaires ou ovales. Rev end ic ati o ns 1. Dispositif (1) comprenant: - au moins un brûleur à gaz (2) présentant des orifices principaux (22), - une plaque (4) recouvrant ce brûleur et présentant des ouvertures (8), - un espace libre (28) s'étendant entre la plaque et le brûleur, et dans lequel une partie au moins de la flamme est destinée à brûler, - des moyens d'amenée de gaz (10,12) au brûleur jusqu'à un 0 débit maximal déterminé, caractérisé en ce que: - les ouvertures sont disposées sensiblement en correspondance avec lesdits orifices principaux, et - au débit maximal de gaz l'essentiel des flammes passe à travers les ouvertures. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend en outre des moyens de régulation (10) pour faire varier le débit de gaz sortant des orifices principaux entre une première position dans laquelle ils laissent passer le débit maximal de gaz et une deuxième position dans laquelle ils laissent passer un débit de gaz générant des flammes s'étendant essentiellement dans ledit espace libre. 3. Dispositif selon la revendication 1 ou la revendication 2, caractérisé en ce que l'espace libre communique avec l'atmosphère par un passage périphérique (28b) s'étendant entre la plaque et le brûleur. 4. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que: - le brûleur comprend une tête de combustion (16) renfermant une chambre de mélange (20) communiquant avec l'atmosphère par l'intermédiaire des orifices principaux, - l'essentiel au moins de la tête de combustion est à une distance supérieure ou égale à 2 millimèdes de la plaque. 5. Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce que: - la plaque présente à proximité du brûleur un bossage en forme de chapeau (6) entourant la tête de combustion, ledit bossage comprenant une surface supérieure (6a) sensiblement plane et une surface latérale (6b) o s'étendant sensiblement perpendiculairement à la surface supérieure, - les ouvertures sont disposées dans la surface latérale du chapeau. 6. Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce que: - ledit espace libre (28) s'étend continûment entre la surface supérieure du bossage et la tête de combustion, et enke la surface latérale du bossage et la tête de combustion, - ledit espace libre présente une épaisseur sensiblement constante, perpendiculairement au bossage, de sorte qu'il est dépourvu de zone de skiction. 7. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les orifices présentent en section la forme de fentes allongées. 8. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que: - le dispositif comprend plusieurs groupes d'orifices principaux distants les uns des aukes et comprenant chacun une pluralité d'orifices principaux disposés côte-à-côte, et - une large ouverture est disposée en correspondance avec chacun des groupes d'orifices principaux. 9. Dispositif selon la revendication 8, caractérisé en ce qu'il comprend en outre des orifices secondaires (24) entre les groupes d'orifices principaux, lesdits orifices secondaires présentant une section sensiblement inférieure à la section des orifices principaux, afin de générer des flammes d'interallumage entre les groupes de flammes principales issues des groupes d'orifices principaux. 10. Dispositif selon l'une quelcouque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend en outre des moyens d'allumage de la flamme (30) et/ou des moyens de détection de la présence