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L'invention est relative aux appareils de chauffage au gaz, par exemple des appareils de chauffage d'eau à gaz, et vise en par- ticulier, bien que non exclusivement, des appareils de chauffage d'eau à gaz destinés à être utilisés dans des systèmes de chauffage central domestique.
Conformément à l'invention, dans un appareil chauffé au gaz il est prévu au moins un brûleur à gaz comportant un conduit d'amenée de gaz menant à une embouchure de brûleur évasée contenant une série de bandes espacées s'étendant dans le sens longitudinal de l'embou- chure, les bandes présentant une hauteur variable, telle qu' en fonc- tionnement le brûleur produise des flammes dont la hauteur est pra- tiquement constante suivant la longueur de l'embouchure du brûleur.
Il est de préférence prévu une pluralité de semblables brû- leurs, chacun d'eux étant fixé à une barre de support de brûleurs et
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alimenté en combustible gazeux à partir d'un collecteur distri@u- teur commun, via un injecteur individuel. L'ensemble "brûleur" sera normalement monté au-dessous d'une chambre de combustion fixée à un panneau et, dans une réalisation, le collecteur-distributeur est monté entre des consoles de support des brûleurs, qui procurent ainsi un support rigide, réduisant de cefait à un minimum le mou- vement relatif entre la chambre de combustion et les embouchures des brûleurs.
Uniquement à titre d'exemple, un système de chauffage central domestique comportant un appareil de chauffage d'eau, à gaz, avec un ensemble "brûleur" oonforme à l'invention,est ci-après décrit plus en détail en référence'aux dessins annexés sur lesquels: Fig.l est une élévation de face de la partie inférieure de l'appareil de chauffage au gaz;
Fig. 2 est une coupe partielle suivant la ligne A-A de la fi g.
1 ;
Fig.3 est une élévation de côté d'un seul brûleur,
Fig.4 est une élévation de côté d'une barre-chicane;
Fig.5 est une élévation de face d'un ensemble "brûleur", Fig.6 est une vue en plan de l'ensemble de la fig.5;et,
Fig.7 montre le système chauffant sous forme schématique.
L'unité chauffante du système comprend un appareil de chauffa- ge d'eau dit "instantané", dans lequel de l'eau à chauffer s'écoule dans des conduits enroulés autour d'une chambre de combustion et ensuite à travers un échangeur de chaleur aitué au sommet de la chambre de combustion. L'éohangeur de chaleur comprend une série de tubes à ailettes à l'aide desquels s'effectue le transfert de cha- leur, de produits de combustion à l'eau occupant les tubes.
La chambre de combustion 1, dont seule la partie inférieure est visible sur les figures 1 et 2, comporte l'échangeur de chaleur monté à son extrémité supérieure, et cette chambre et l'échangeur sont rigidement fixés à un panneau de dos 2 qui consiste en une pla- que métallique rectangulaire.
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Le panneau de dos est normalement assujetti à une paroi @ @ il est espacé, lorsqu'il est en place, par deux plaques métalliques dont une, 3, est montrée figure 2, qui s'étendent longitudinalement suivant les deux longs côtés du panneau de dos 2. Les plaquea d'es- pacement 3 permettent aux canalisations do service 4 et 5 amenant respectivement l'eau et le gaz, d'être montées derrière le panneau 2, et de les faire passer à travers des ouvertures y pratiquées pour être raccordées à l'unité.
Vers l'extrémité inférieure du panneau sont disposées deux con- soles 6, dont une est adjacente à chaque côté du panneau et entre lesquelles est rigidement fixé un collecteur-distributeur de brû- leurs comprenant une courte longueur de tube 7 pourvue d'un certain nombre de trous taraudés, espacés suivant sa longueur, pour rece- voir des injecteurs 8 qui se vissent dans les trous.
Suivant la li- gne de trous, la surface du collecteur-distributeur est rendue pla- ne, comme en 9, afin de procurer une surface de siège pour les in- jecteurs. Le collecteur-distributeur 7 est fermé à chaque extrémi- té par des bouchons 10 propres à recevoir des boulons ou vis 11 à l'aide desquels le collecteur-distributeur est fixé aux consoles 6,
Du gaz est fourni au collecteur-distributeur via le conduit d'alimentation 5, fixé à mi-chemin entre les extrémités du collec- teur.
Les bouchons 10 procurent également des surfaces de montage 12 qui portent une barre de support de brûleurs,13, à laquelle sont fixés des brûleurs espacés l'un de l'autre. Les consoles 6 sont pourvues de dépressions tournées vers l'intérieur, comme en 14,afin de permettre l'accès à des vis à l'aide desquelles la -barre 13 est assujettie aux surfaces 12. La barre de support de brûleurs 13 est légèrement espacée du collecteur-distributeur des brûleurs, 7, afin de procurer du jeu ou espacepour les injecteurs 8 et pour l'admis- sion d'un volume d'air suffisant pour l'aération du gaz.
En se reportant à la fig.3, on peut voir que chaque brûleur consiste en un conduit d'amenée de gaz 15 dont l'extrémité inférieur-
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re 16 est légèrement renflée ut fixée dans une ouverture forait: dans la barre de support.
L'extrémité supérieure du conduit est évasée vers l'extérieur, comme en 17, pour former une embouchure de brûleur 18 de forme rec- tangulaire vue en plan. La largeur de l'embouchure est voisine du diamètre du conduit d'amenée de gaz 15., tandis que sa longueur excè- de-considérablement cediamètre. Le diamètre interne du conduit d'a- menée de gaz croit légèrement depuis son raccord avec la barre de support 13 jusqu'à la naissance de l'évasement. La profondeur de la partie évasée est légèrement plus grande en si/ milieu qu'à ses extrémités. Un certain nombre de bandes métalliques 20 sont fixées par des boulons 19 à l'intérieur de l'embouchure, ces bandes étant disposées parallèlement au long côté de l'embouchure du brûleur.
Les bandes forment des barres-chicanes et,sont espacées l'une de l'autre et des longs côtés de l'embouchure du brûleur, par des faces moyens d'espacement agencés sur les boulons; et les/supérieures des barres occupent le même plan que les bords supérieurs de l'embouchu- re du brûleur. Comme on peut le voir sur la fig.4, la hauteur de la partie centrale ou médiane 21 de chaque barre est plus grande que celle'des parties terminales 23, et l'on remarque un accroissement régulier de hauteur, comme en 22, à'partir des parties terminales 23, où la hauteur est constante, jusqu'à la partie médiane ou centra- le où, à nouveau, la hauteur est constante. Des variations locales du profil telles qu'on vient d'en décrire peuvent être prévuespour satisfaire des exigences spécifiques.
L'effet du profil choisi de barre est de produire, lorsque le brûleur est en fonctionnement une hauteur de flamme qui est pratiquement constante suivant la longueur del'embouchure de brûleur.
Chaque brûleur est construit, en tôle métallique et formé de deux parties soudées ensemble le long d'une ligne de joint longitu- dinale. Au lieu d'utiliser des éléments d'espacement pour écarter entre-elles lea barres-Chicanes en travers de l'embouchure du brû- leur, chaque barre peut êtretatraudée et vissée sur les boulons de fixation. Alternativement on peut utiliser une tige de fixation qui
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est "pincée" à intervalles pour maintenir les barras en jformation espacée, et qui est "pincée" à sos extrémités pour maintenir la tigs en placesur le brûleur.
.Entre deux brûleurs est fixée une plaque 24 à laquelle est assujetti un brûleur-pilote ou veilleuse (non représenté) qui con- trôle un dispositif de sûreté pilote, par exemple du type électro- magnétique, dans lequel la flamme du. brûleur pilote chauffe -un ther- mocouple fournissant une force électromotrice à un électro-aimant maintenant ouverte une valve montée dans la conduite d'amenée de gaz aussi longtemps que du gaz provenant du brûleur pilote est en- flammé.
L'électro-aimant est normalement de force insuffi@ante pour ouvrir la valve à partir de sa position de fermeture, de aorte qu'il est prévu un dispositif de rétablissement manuel pour ouvrir à nou- veau la valve après qu'elle s'est fermée.
En référence à la fig.7, l'unité de chauffage est indiquée schématiquement en 25 et de l'eau entre via le conduit d'alimenta- tion 26 et sort via le conduit 27. L'unité de chauffage 25 fournit de l'eau chaude à un radiateur 28 situé dans un local contenant éga- lement une unité de contrôle thermostatique 29 sensible à la tem- pérature ambiante.
Du radiateur 28, l'eau est ramenée en retour à l'unité chauf- fante à l'aide d'une pompe commandée par un moteur- électrique 30. Du gaz passe aux brûleurs par un conduit d'alimentation 31 contenant une valve à gaz, électro-magnétiquement actionnée, 32.
Dans la sortie de l'échangeur de chaleur est disposée la bouteille 33 d'un contrôle thermostatique à fiole et ballon, qui se- ra mentionnécomme contrôle limite supérieur ou de maximum,et dont la fonction sera expliquée ci-dessous.,
De l'eau s'écoule à travers l'unité chauffante et de là via un radiateur à une pompe à eau et, en retour, à l'unité chauffante.
Le moteur électrique 30 est excité à partir d'une ligne de distribu- tion via un .interrupteur de sûreté 34 sous le contrôle du thermostat
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Le thermostat du local est également branché dans le contrôlede la valve 32 montée dans le conduit d'alimentation de gaz 31, de sor- te que si la température du locul dépanne une valeur prédéterminée, le moteur est désexcité et la fourniture de gaz à l'unité chauffan- te cesse.
Le thermostat de maximum dont il a été question plus haut contrôle également l'alimentation de gaz, de sorte que si la tempé- rature de l'eau quittant l'échangeur de chaleur s'éleva à un niveau élevé dangereux, la fourniture de gaz cesse mais le moteur électri- que commandant la pompe à eau reste excité. Il doit être entendu que 1-e système chauffant comporte le réservoir de débo lement ou vase d'expansion usuel, ou son équivalent, (non montré sur la fig.7).
Commodément, quelques uns des éléments composants dont il vient d'être question peuvent être montés sur, ou au-dessous du pan- neau S de l'appareil de chauffage. Fig.1 montre un agencement dans lequel les éléments composants sont disposés juste au-dessous du panneau. Cette figure montre un robinet à gaz 35 dans le conduit d'amenée de gaz, une valve de sûreté pilote manoeuvre électromagné- tiquement, 36, actionnée par le brûleur-pilote ou veilleuse mentionn- plus haut, un régulateur de gaz 37 et la valve actionnée par solé- . noide 32 montrée fig.7.
Une construction de brûleur telle que décrite plus haut, permet de changer les injecteurs suivant les besoins, et des conso- les de support pour l'ensemble "brûleur" procurent la rigidité et éliminent le mouvement relatif entre la chambre de combustion et l'ensemble "brûleur" .
Ce point est important, du fait qu'avec des brûleurs de la construction décrite plus haut le débit de chaleur est élevé et cette chaleur est concentrée dans une.étendue relativement réduite de sorte qu'un défaut d'alignement entre l'ensemble "brûleur" et la chambre de combustion pourrait avoir le résultat d'une surchauf- fe locale extrême d'une partie de la chambre de combustion.
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The invention relates to gas-fired water heaters, for example gas-fired water heaters, and is particularly, though not exclusively, to gas-fired water heaters for use in domestic central heating systems.
According to the invention, in a gas-heated appliance there is provided at least one gas burner comprising a gas supply duct leading to a flared burner mouthpiece containing a series of spaced bands extending in the longitudinal direction of the mouth, the bands having a variable height, such that in operation the burner produces flames the height of which is practically constant along the length of the mouth of the burner.
Preferably a plurality of such burners are provided, each of which is attached to a burner support bar and
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supplied with gaseous fuel from a common distribution manifold, via an individual injector. The "burner" assembly will normally be mounted below a combustion chamber attached to a panel and, in one embodiment, the manifold-distributor is mounted between burner support brackets, thereby providing rigid support, reducing in this way, the relative movement between the combustion chamber and the burner openings is kept to a minimum.
Solely by way of example, a domestic central heating system comprising a water heater, gas, with a "burner" assembly oonforming to the invention, is hereinafter described in more detail with reference to the drawings. appended in which: Fig.l is a front elevation of the lower part of the gas heater;
Fig. 2 is a partial section along line A-A of fi g.
1;
Fig. 3 is a side elevation of a single burner,
Fig.4 is a side elevation of a baffle bar;
Fig.5 is a front elevation of a "burner" assembly, Fig.6 is a plan view of the assembly of Fig.5; and,
Fig. 7 shows the heating system in schematic form.
The heating unit of the system comprises a so-called "instantaneous" water heater, in which water to be heated flows through conduits wound around a combustion chamber and then through a heat exchanger. heat at the top of the combustion chamber. The heat exchanger consists of a series of finned tubes by means of which the transfer of heat from combustion products to the water occupying the tubes takes place.
The combustion chamber 1, of which only the lower part is visible in Figures 1 and 2, comprises the heat exchanger mounted at its upper end, and this chamber and the exchanger are rigidly attached to a back panel 2 which consists in a rectangular metal plate.
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The back panel is normally secured to a wall @ @ it is spaced, when in place, by two metal plates, one of which, 3, is shown in Figure 2, which extend longitudinally along the two long sides of the back panel. back 2. The spacers 3 allow the service pipes 4 and 5 supplying the water and gas respectively, to be mounted behind the panel 2, and to pass them through openings made there to be connected to the unit.
Towards the lower end of the panel are arranged two brackets 6, one of which is adjacent to each side of the panel and between which is rigidly fixed a burner manifold-distributor comprising a short length of tube 7 provided with a certain number of tapped holes, spaced along its length, to receive injectors 8 which are screwed into the holes.
Following the line of holes, the surface of the manifold-distributor is made flat, as in 9, in order to provide a seating surface for the injectors. The manifold-distributor 7 is closed at each end by plugs 10 suitable for receiving bolts or screws 11 by means of which the manifold-distributor is fixed to the consoles 6,
Gas is supplied to the manifold-distributor via the supply duct 5, fixed midway between the ends of the manifold.
Plugs 10 also provide mounting surfaces 12 which carry a burner support bar, 13, to which are attached spaced burners. The consoles 6 are provided with depressions facing inwards, as at 14, in order to allow access to screws by means of which the -bar 13 is secured to the surfaces 12. The burner support bar 13 is slightly. spaced from the burner manifold-distributor, 7, in order to provide clearance or space for the injectors 8 and for the intake of a sufficient volume of air for aeration of the gas.
Referring to fig. 3, it can be seen that each burner consists of a gas supply duct 15, the lower end of which -
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re 16 is slightly swollen and fixed in an opening drilled: in the support bar.
The upper end of the duct is flared outwardly, as at 17, to form a rectangular burner mouth 18 viewed in plan. The width of the mouth is close to the diameter of the gas supply duct 15., while its length considerably exceeds this diameter. The internal diameter of the gas conduit increases slightly from its connection with the support bar 13 to the beginning of the flare. The depth of the flared part is slightly greater at B / C than at its ends. A number of metal bands 20 are secured by bolts 19 to the interior of the mouthpiece, these strips being arranged parallel to the long side of the burner mouthpiece.
The bands form baffle bars and are spaced apart from each other and from the long sides of the burner mouth by means of spacer faces arranged on the bolts; and the upper / s of the bars occupy the same plane as the upper edges of the burner mouthpiece. As can be seen in fig. 4, the height of the central or middle part 21 of each bar is greater than that of the end parts 23, and we notice a regular increase in height, as in 22, at From the end portions 23, where the height is constant, to the middle or central portion where, again, the height is constant. Local variations of the profile such as just described can be provided to meet specific requirements.
The effect of the selected bar profile is to produce, when the burner is in operation, a flame height which is practically constant along the length of the burner mouthpiece.
Each burner is constructed of sheet metal and formed of two parts welded together along a longitudinal joint line. Instead of using spacers to move the baffle bars apart across the burner mouth, each bar can be threaded and screwed onto the mounting bolts. Alternatively one can use a fixing rod which
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is "pinched" at intervals to keep the bars in a spaced shape, and which is "pinched" at its ends to keep the rod in place on the burner.
.Between two burners is fixed a plate 24 to which is attached a pilot burner or pilot burner (not shown) which controls a pilot safety device, for example of the electromagnetic type, in which the flame of. pilot burner heats a thermocouple providing electromotive force to an electromagnet holding open a valve mounted in the gas supply line as long as gas from the pilot burner is ignited.
The electromagnet is normally of insufficient force to open the valve from its closed position, so that a manual reset device is provided to reopen the valve after it has closed. is closed.
With reference to Fig. 7, the heater unit is shown schematically at 25 and water enters through the supply line 26 and leaves through the line 27. The heater unit 25 supplies power. hot water to a radiator 28 located in a room also containing a thermostatic control unit 29 sensitive to the ambient temperature.
From the radiator 28, the water is returned to the heating unit with the aid of a pump controlled by an electric motor 30. Gas passes to the burners via a supply duct 31 containing a pressure valve. gas, electro-magnetically actuated, 32.
In the outlet of the heat exchanger is arranged the bottle 33 of a flask-and-flask thermostatic control, which will be mentioned as upper limit or maximum control, and whose function will be explained below.
Water flows through the heating unit and from there via a radiator to a water pump and, in return, to the heating unit.
The electric motor 30 is energized from a distribution line via a safety switch 34 under the control of the thermostat.
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The room thermostat is also plugged into the control of the valve 32 mounted in the gas supply duct 31, so that if the temperature of the locul breaks out to a predetermined value, the engine is de-energized and the gas supply to the gas tank. the heating unit stops.
The maximum thermostat referred to above also controls the gas supply, so that if the temperature of the water leaving the heat exchanger rose to a dangerous high level, the gas supply stops but the electric motor controlling the water pump remains energized. It must be understood that the heating system includes the usual release tank or expansion tank, or its equivalent, (not shown in fig. 7).
Conveniently, some of the component parts just discussed may be mounted on or below the panel S of the heater. Fig.1 shows an arrangement in which the component elements are arranged just below the panel. This figure shows a gas valve 35 in the gas supply duct, an electromagnetically operated pilot safety valve 36, actuated by the pilot burner or pilot mentioned above, a gas regulator 37 and the valve. actuated by sol-. noide 32 shown in fig. 7.
A burner construction as described above allows injectors to be changed as required, and support brackets for the "burner" assembly provide rigidity and eliminate relative movement between the combustion chamber and the assembly. "burner".
This is important, since with burners of the construction described above the heat output is high and this heat is concentrated in a relatively small area so that a misalignment between the burner assembly "and the combustion chamber could be the result of extreme local overheating of part of the combustion chamber.