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La présente invention se rapporte à un brûleur à gaz rayonnant, du type dans lequel un diaphragme extérieur perméable au gaz est chauffé jusqu'à incandescence par un mélange gaz-air s'écoulant à. travers ce dia- ooo phragme et brûlant dans le voisinage immédiat de celui-ci.
Des brûleurs rayonnants ou incandescents de ce type sont con- nus. Ils présentent un diaphragme perméable au gaz, ayant la forme d'une plaque de fermeture en chamotte, stéatite ou autre matière refractaire à laquelle on a donné par frittage une texture homogène ou grossièrement poreuse. La conductibilité calorifique de beaucoup de telle plaques de fermeture est trop élevée, de sorte que dans les brûleurs rayonnants qui en sont munis, la perte de chaleur due à la conduction calorifique de la surface incandescente vers l'intérieur du brûleur est extrêmement élevée et que les parties intérieures des plaques de fermeture sont chauffées à un tel degré que le mélange combustible s'enflamme derrière les plaques de fermeture dans le tube mélangeur du brûleur, produisant un retour de flamme sur la buse du brûleur.
On a cherché à éviter les inconvénients susmentionnés et en particulier le retour de flamme'' sur la buse du brûleur en prévoyant des plaques très poreuses présentant une faible conductibilité calorifique.
Cependant, tous ces brûleurs connus avaient aussi le désavantage commun que la masse des plaques de fermeture était très élevée, de sorte qu'il fallait beaucoup de temps pour que la surface extérieure de la plaque de fermeture devienne incandescente. En outre, un flux de chaleur appréciable vers les parties intérieures du brûleur se produisait dans toutes ces plaques de fermeture malgré la faible conductibilité,calorifique de la matière, de sorte que le rendement de ces brûleurs rayonnants était relativement mauvais.
On tenta aussi d'employer des diaphragmes ayant une couche extérieure rayonnante, une grille mince évitant le retour de flamme et une couche intérieure épaisse, cette grille empêchant aussi un échange de chaleur trop intense entre la couche extérieure rayonnante et la couche intérieure épaisse. Comme la grille mince était en contact direct avec la couche intérieure refroidie et avec la couche extérieure incandescente, il se produisait encore un appréciable flux de) chaleur entre la couche extérieure rayonnante et l'intérieur plus froid, de sorte que le brûleur fonctionnait de façon paresseuse.
En proposa encore d'employer un tamis en fil métallique pour limiter extérieurement le brûleur et de prévoir à une distance appréciable du tamis extérieur, à la sortie du tube mélangeur, un ou deux autres tamis en fil métallique situés à une certaine distance l'un de l'autre. Il se révéla cependant que cette disposition ne permettait pas d'empêcher avec sécurité le retour de flamme vers le tube mélangeur du brûleur, car il pouvait très bien se produire un retour de flamme progressif d'une grille à l'autre, la grille correspondante et le mélange gaz-air situé immédiatement derrière elle se surchauffant à tel point que la flamme se propageait jusque dans le tube mélangeur du brûleur.
L'usage de tels brûleurs était donc limité à certains cas particuliers, à savoir lorsque la flamme devait brûler verticalement ou horizontalement, mais jamais lorsqu'elle devait être dirigée vers le bas.
Ces inconvénients des brûleurs connus sont évités grâce au brûleur suivant l'invention. Celui-ci est caractérisé en ce que ledit diaphragme extérieur du brûleur présente au moins deux enveloppes superposées, perméables au gaz, ayant l'apparence de gaze. Ces enveloppes seront avantageusement formées par des tamis ou treillis en fil métallique et pourront avoir l'épaisseur et le poids désirés. on a trouvé que la combustion a lieu dans les mailles de l'enveloppe extérieure et le. cas échéant aussi partiellement dans le voisinage immédiat de cette
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enveloppe extérieure, à l'extérieur de celle-ci. L'enveloppe extérieure est ainsi amenée au rouge cerise clair, tandis que l'enveloppe intérieure, servant seulement à empêcher le retour de flamme, est relativement froide.
Un retour de flamme derrière l'enveloppe extérieure est empêche par le fait que l'enveloppe intérieure est disposée très près de l'enveloppe extérieure et peut refroidir le mélange combustible gaz-air immédiatement derrière l'enveloppe extérieure. Les enveloppes ayant l'apparence de gaze sont posées librement l'une sur l'autre, c'est-à-dire qu'il n'est prévu aucun moyen pour les maintenir à une distance donnée l'une de l'autre, de sorte que la conduction de chaleur de l'enveloppe extérieure à l'enveloppe intérieure peut être réduite de façon appréciable. L'enveloppe intérieure est en outre protégée contre le surchauffage par l'action refroidissante du mélange combustible qui la traverse.
Cette action refroidissante du mélange derrière l'enveloppe extérieure peut être accrue en prévoyant plus de deux enveloppes. Dans ces conditions, les tamis ou treillis en fil métallique ne se touchent qu'en certains endroits, tandis qu'ils sont situés à une petite,distance l'un de l'autre sur la plus grande partie de leur surface. Du fait que les enveloppes ont la forme de tamis ou de treillis, la chaleur rayonnée vers l'intérieur du brûleur peut être réfléchie vers l'extérieur à travers les mailles des tamis lorsqu'on dispose un réflecteur derrière les enveloppes. De préférence, la paroi mince de la tête du brûleur est faite en une matière réfléchissante telle que de l'aluminium ou analogue.
La description qui va suivre en regard du dessin annexé, donné à titre d'exemple non limitatif, fere bien comprendre comment l'invention peut être réalisée, les particularités qui ressortent tant du dessin que du texte faisant, bien entendu, partie de ladite invention.
La figure unique est une vue en coupe axiale d'une forme d'exécution du brûleur suivant l'invention.
La buse 1 du brûleur est fixée au moyen d'une vis 2 à une conduite de gaz 3. Le gaz s'écoule par l'alésage central 4 de la vis 2 vers la buse 1 et pénètre dans le tube mélangeur 5 ; cedernier coiffe la buse 1 et est maintenu en place au moyen d'une vis de serrage. Le tube mélangeur 5 présente une fente latérale 6 servant à l'entrée de l'air primaire de combustion. Une tête de brûleur ayant un chapeau de distribution 7 et un corps de brûleur 8 en forme de cloche avec une paroi intérieure réfléchis- sante,est vissé sur la partie inférieure filetée du tube mélangeur 5.
Deux tamis ou treillis métalliques 10, ayant l'apparence de gaze, identiques entre eux, constituant le diphragme extérieur du brûleur, sont fixés au rebord, faisant saillie latéralement, du corps de brûleur 8, air moyen d'une bague de pression 9. Les tamis 10 peuvent avoir le poids et l'épas- seur désirés, mais la grandeur des mailles ne doit pas excéder 1 mm si l'on veut empêcher dans tous les cas le retour de flamme. On obtient de très bons résultats en employant des toiles métalliques hautement réfractaires et résistant à la corrosion pour les enveloppes du diaphragme extérieur du brûleur.
Le brûleur décrit et représenté fonctionne de la manière suivante : le jet de gaz sortant de la buse 1 aspire de l'air par la fente 6 et se mélange avec cet air dans le tube mélangeur 5 du brûleur. Le mélange combustible gaz-air quitte le tube mélangeurs. par les trous du chapeau 7 et parvient dans l'espace du brûleur compris entre les enveloppes 10 et le corps de brûleur 8. Le mélange passe ensuite à travers les enveloppes 10 et brûle dans les mailles de l'enveloppe extérieure 10, chauffant celle-ci jusqu'à l'incandescence.
Si la teneur en oxygène du mélange n'est pas suffisante pour assurer une combustion complète, les constituants combustibles restants du mélange seront brûlés au voisinage immédiat de l'enveloppe extérieure, à l'extérieur de celle-ci, et cette enveloppe sera chauffée à des températures comprises entre 700 et 800 C correspondant au rouge cerise clair.
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Comme déjà mentionné, la, combustion a lieu dans les mailles ou dans le voisinage immédiat du treillis 10 extérieur, ce qui chauffe ce treillis. Afin d'obtenir le rayonnement désiré , un treillis unique serait suffisant. Cependant, on a trouvé qu'avec une telle disposition, il se produit facilement un retour de flamme jusqu'à la buse 1 du brû- leur: Suivant la présente invention, un tel retour de flamme peut être évité de façon simple et efficace par le treillis métallique intérieur
10. Les raisons pour lesquelles le retour de flamme est empêché par le treillis intérieur ont été exposées plus haut. La stabilisation du brûleur s'est révélée particulièrement efficace lorsque les treillis sont disposés de telle façon que les fils de 1'un des treillis recou- vrent les mailles de l'autre.
Avec cette disposition décalée des mailles des treillis, le rayonnement vers l'extérieur-des faces extérieures des fils du treillis intérieur à travers les mailles du treillis extérieur est facilité, de sorte que le rayonnement de l'ensemble du brûleur est amélioré et que le treillis intérieur est refroidi plus éfficacement. L'échange de chaleur entre le treillis extérieur incandescent et le treillis intérieur est aussi rendu plus difficile, de sorte que le retour de flamme est très'efficacement empêché par cette disposition.
La masse et par conséquent la capacité calorifique du diaphrag- me extérieur formé par les treillis 10 est très faible, et la température d'incandescence de l'enveloppe extérieure est par exemple atteinte en vingt secondes lors du fonctionnement normal du brûleur. Bien que la mas- se du diaphragme extérieur soit très petite, la face rayonnante est re- lativement grande, car la chaleur rayonnée par les parties latérales ou intérieures des fils métalliques rayonne vers l'extérieur, soit directe- ment, soit après réflexion sur le corps de brûleur 8.
Le réflecteur ou corps de brûleur 8, fait en une matière bonne conductrice telle que de l'aluminium, cenlève une quantité appré- ciable de la chaleur provenant des treillis 10 et particulièrement du treillis intérieur dont le bord est en contact direct avec le rebord -du corps de brûleur 8, de sorte que le treillis intérieur 10 est très effi- cacement refroidi, ce qui améliore encore la sécurité du brûleur contre tout retour de flamme. La chaleur enlevée de cette façon par rayonnement et par convection est transmise du réflecteur au mélange froidgan-air arri- vant dans le brûleur.
Le rendement du brûleur n'est donc pas diminué par ce flux de chaleur entre les treillis 10 et le corps de brûleur 8.(On a trouvé qu'il était important de faire en sorte qu'au moins le treillis intérieur 10 touche le réflecteur suivant une zone d'aire appréciable, de façon à assurer un échange de chaleur intense entre ces parties.
La résistance au passage du gaz du diaphragme extérieur formé par les treillis 10 estrelativement faible par rapport à la surface de sortie du brûleur, de sorte qu'un pourcentage élevé de l'air primaire de combustion est aspiré par le jet de gaz. Par conséquent, le mélange combustible a une forte teneur en oxygène et est bûlé pratiquement complè - tement dans les mailles du treillis extérieur, de sorte que toute l'éner- gie de combustion est utilisée directement pour le chauffage du treillis extérieur. On obtient par suite un très bon rendement pour le brûleur.
Le brûleur rayonnant décrit ci-dessus convient particulièrement bien comme élément de chauffage par rayonnement dans les fours à sécher ou à griller. Dans ce dernier cas, il est très important que le temps né- cessaire pour chauffer le brûleur jusqu'à sa température de régime soit très court par rapport à la durée du traitement de la viande à griller, un rendement élevé étant ainsi obtenu lors du fonctionnement, en plus du rendement thermique .élevé, déjà mentionné, du brûleur.
Les treillis 10 pourraient différer en ce qui concerne la gran- deur des mailles, le treillis le plus grossier étant de préférence employé
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pour l'enveloppe extérieure. Les treillis métalliques pourraient aussi être remplacés par d'autres enveloppes appropriées, perméables au gaz, par exemple par des couches poreuses frittées ou analogues. Des treillis réfractaires en matière appropriées autres que des métaux pourraient également être utilisés.
En vue d'empêcher encore mieux tout,, retour de flamme, on pourrait prévoir plus de deux enveloppes perméables au gaz, lesquelles pourraient être construites de façon identique ou différente.