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Brûleur à gaz
La présente invention concerne un brûleur à gaz du ,type comprenant une chambre de mélange, de laquelle le mé- lange de gaz et d'air sort à travers plusieurs orifices de sortie de gaz.
L'invention a pour but de réaliser un brûleur à gaz dans lequel des gaz de différente qualité peuvent être brûlés.
Elle a plus spécialement pour but de réaliser un brûleur à gaz
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dans lequel, lors de la combustion de gaz différents ayant des vitesses d'allumage différentes, un- soulèvement de la flamme est évitée en toute sécurité.
L'invention concerne, en outre, -un brûleur dans'le- quel, avec des gaz de propriétés différentes-on évite sûre- ment un retour de la flamme et on assure une combustion ré- gulière et complète.
En outre, le brûleur du genre précédent est de fa- brication facile et simple.
Il est connu, dans de tels brûleurs à gaz, de former des fiantes tenaces, qui assurent un allumage complémentaire du brûleur, lorsque les flammes normales, dans le. cas d'une vitesse d'arrivée des gaz trop élevée par rapport à leur vi- tesse d'allumage, se soulèvment en se séparant du brûleur.
Les flammes tenaces sont alimentées d'une manière connue avec un mélange de gaz et d'air ayant une vitesse de sorti qui est artificiellement réduite. On connaît diffé- rentes possibilités pour freiner la partie duimélange gazeux sortant destinée à l'alimentation des flammes tenaces. Une telle possibilité consiste à prévoir des chambres de détente en communication avec la chambre de mélange et pourvues d'ori- fices de sortie de gaz auxquels se produisent les flammes tenaces. Ces flammes sont ainsi alimentées en gaz, non plus directement à partir de la chambre de mélange, mais à partir des chambres de détente hors desquelles sort une partie du mélange gazeux avec une vitesse d'écoulement considérablement diminuée.
La présente invention a pour but, dans un brûleur à gaz construit avec des pièces de tôle, de constituer ces chambres de détente destinées à l'alimentation des flammes tenaces d'une manière aussi simple que possible, avec des dépenses de fabrication réduites, sans introduire de pièces
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supplémentaires devant être assemblées sur les pièces du brû- leur.
Le brûleur de l'invention est caractérisé notamment j en ce que les chambres de détente sont délimitées par les bords rabattus vers le bas et courbés en forme de U d'une pièce insérée dans le brûleur, qui présente les orifices de sortie de gaz et qui ': ferme la chambre de mélange.
L'invention peut être avantageusement appliquée, de telle sorte que les parties de bord longitudinales d'une pièce d'insertion en forme de bande, pourvue de fentes de sortie de gaz transversales, sont repliées vers le bas- en forme de U, de telle manière que soient réalisées des chambres de détente qui s'étendent longitudinalement au-dessous des extrémités des fentes de sortie de gaz. Avec cne telle conformation, de la pièce insérée dans le brûleur, il n'est pas nécessaire de prévoir d'ouverture de sortie de gaz supplémentaire pour les flammes tenaces. Celles-ci brûlent aux extrémités des fentes de sortie de gaz prévues pour les flammes de brûleur à pro- ximité directe de ces dernières.
Cependant, on peut aussi prévoir que les parties de bord courtes d'une pièce d'insertion en forme de lande pour- vue d'orifices de sortie de gaz sont repliées vers le bas en forme de U, de telle manière que se trouvent aux extrémités de la pièce d'insertion, des chambres de détente au-dessous au moins de chaque orifice de sortie de gaz. On obtient de cette manière des flammes tenaces aux extrémités de la pièce i d'insertion. Ceci est particulièrement avantageux dans le cas de brûleurs à gaz pourvue d'une chambre de mélange essentielle- ment horizontale en forme de V.
On a constaté qu'avec une telle forme de la chambre de mélange, les flammes qui brûlent dans les zones d'extrémité de la pièce d'insertion ont plus spécialement tendance à se détacher du brûleur, ce qui est
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dû vraisemblablement aux zones mortes de pression et à une répartition non uniforme de la pression dans une chambre de mélange de ce genre. Il est par conséquent avantageux de former les flammes tenaces de la manière décrite précisément . dans les zones d'extrémité.
En vue de pouvoir, avec un brûleur de ce genre, brû- ler des gaz différents, ayant des vitesses d'allumage diffé- rentes et sans retour de flammes, il est nécessaire de pré- voir dans la pièce d'embouchure de brûleur, des fentes de sor- tie de gaz relativement étroites qui, jusqu'à ce jour, ont été disposées à intervalles réciproques égaux. Etant donné cependant que, dans une chambre de mélange horizontale dis- posée au-dessous des fentes de sortie de gaz, il n'est en aucune façon possible d'obtenir une répartition homogène de la pression, le mélange de gaz et d'air sort des différentes fentes avec des vitesses d'écoulement différentes, de sorte que les conditions de formation de la flamme et d'aspiration de l'air secondaire sont différentes.
Si on règle l'amenée de gaz à la chambre de mélange et l'aspiration d'air pri- maire, de telle sorte que le mélange combustible sorte des fentes de sortie de gaz situées le plus près de la buse à gaz dans le sens d'écoulement avec une vitesse de débit suf- fisante, la vitesse de sortie du mélange dans les autres fen- tes de sortie de gaz est amoindrie, à l'exception de certai- nes fentes situées tout à fait à l'extrémité, ce qu'on né- gligera tout d'abord pour l'instant. Ce phénomène dépend des conditions d'écoulement dans la chambre de mélange horizontale.
On a constaté d'une manière surprenante que, dans les fentes de sortie de gaz, ou.le mélange sort avec une vitesse de débit réduite, les flammes sont plus longues et plus in- stables et ont, dans la zone médiane du brûleur, une plus faible inclinaison, tandis que dans les fentes de sortie de
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gaz voisins, il se produit les flammes raides, relativement plus courtes. La structure d'ensemble des flammes d'un tel brûleur à gaz est par conséquent irrégulière et la combus- tion est incomplète. Ceci peut aboutir à une formation indésirable de CO et à des surchauffes locales, par exemple dans un chauffe-eau à circulation avec bloc à lamelles placé au-dessus du brûleur.
La présente invention a pour but d'améliorer la struc- ture non uniforme des flammes mentionnée ci-dessus, dans un brûleur à gaz du genre décrit.
L'invention est caractérisée en ce que la distance réciproque des fentes de sortie de gaz dans la pièce d'em- bouchure du brûleur est croissante en correspondance avec l'élargissement croissant de la buse d'entrée de gaz qui pro- 'voque l'aspiration d'air primaire.
On part pour cela du fait qu'il s'agit de faciliter l'aspiration d'air secondaire rendue insuffisante par la vi- tesse d'écoulement amoindrie du mélange, cette aspiration d'air secondaire étant le facteur déterminant du caractère de la flamme. Grâce à l'amenée d'air secondaire améliorée par les intervalles croissants entre fentes de sortie de gaz, les flammes instables les plus longues sont rendues plus courtes et plus raides. Par un choix approprié des inter- valles entre fentes, on peut obtenir une structure uniforme des flammes sur toute la longueur du brûleur.
Ce but ne peut pas être atteint en prévoyant, d'une manière connue, des orifices de sortie de gaz de grandeur croissante, in- dépendamment du fait que, en raison de la sécurité néces- saire à l'égard des retours de flamme, une telle augmen- tation des orifices de débit de gaz est forcément limitée.
L'invention s'étend également aux caractéristiques résultant de la description ci-après et des dessins annexes,
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ainsi qu'à leurs combinaisons possibles.
La description se rapporte à des modes de réalisa- tion du brûleur de l'invention, donnés à titre d'exemples non limitatifs et décrits avec référence aux dessins jointe dans lequel s : - fig. 1 montre une vue en élévation schématique du brûleur à gaz, - fig. 2 est une vue en plan du brûleur de la fig. 1, - fig. 3 et 4 sont des vues en coupe à plus grande échelle d'une extrémité de la pièce d'insertion du brûleur, fig. 5 est une coupe transversale à plus grande échelle d'une pièce d'insertion d'une autre réa- lisation, - fig. 6 est une vue en plan de fig. 5, - fig. 7 est une vue schématique d'une variante du -brûleur de fig. 1 avec des espacements différents entre fentes de sortie de gaz.
Sur un tuyau de répartition 1, qui présente des buses de sortie de gaz 2, sont montés, près l'un de l'autre, plu- sieurs brûleurs individuels 3 dont un seul est représenté pour simplifier la figure. Le brûleur à gaz 1 se compose de deux coquilles de brûleur 4, 4' fabriquées en tôle emboutie qui forment une chambre de mélange 5 en forme de V, et d'une pièce .2. en forme de bande qui ferme la chambre de mélange 2. vers le haut. La pièce d'insertion 2 présente plusieurs fen- tes de sortie de gaz 7 parallèles entre elles.
Les extrémités , 8' de la pièce insérée ± sont recourbées en forme de U et coudées vers le bas, de manière à constituer au-dessous de chacune des dernières fentes de sortie de gaz 7' une chambre de détente , 9'. Ces chambres
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de détente 9,9' sont en communication entre elles, soit par de$ trous estampes 10 (fig* 3),soit par une fente 11 lais- sée libre (fig. 4).
Le gaz qui sort de la buse 2 aspire d'une manière connue l'air primaire et se mélange avec celui-ci dans la chambre de mélange 5. Le mélange de gaz et d'air sort de là chambre de mélange 5 à travers les fentes de sortie de gaz 1. Cependant, la sortie de gaz ne s'effectue pas uni- formément, car lors de l'écoulement, il se produit dans la chambre de mélange 5, aussi bien à 1)extrémité de droite qu'à l'extrémité de gauche du brûleur 1 des points morts de pression.
Des fentes de sortie de gaz qui se trouvent dans les zones d'extrémité du jeu es brûleurs, le mélange de gaz sort, de ce fait, avec une vitesse plus élevée que celle du gaz, surtout des fentes situées dans la zune mé- diane du brûleur, de sorte que, dans les zones d'extrémité, les flammes ont tendance à se détacher du brûleur.
Le mélange de gaz parvient également dans les cham- bres de détente 9, 21 dans lesquelles se produit, par .tour- billonnement, une baisse de pression. Des fentes de sorties de gaz 7' les plus à l'extérieur, le mélange de gaz sort par conséquent avec une vitesse d'écoulement artificielle- ment diminuée, de sorte qu'il se produit à cet endroit des flammes tenaces qui ont un effet permanent d'aider à la combustion des flammes des fentes voisines 7, lesquelles flammes ont tendance à se détacher du brûleur*
Dans l'exemple de réalisation représenté dans les figé 5 et 6, les parties de bord longitudinales 18, 18' de la pièce d'insertion en forme de bande sont courbées en forme de U et coudées vers le bas.
Il en résulte sur chaque côté de la pièce d'insertion 16 une chambre de détente
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12. et 19' qui s'étend sur toute sa longueur. Ces chambres se trouvent sous les extrémités des fentes de sortie de gaz transversales. A chaque fente de sortie 17 se pro- duit alors une flamme principale 20 et de chaque côté de celle-ci des flammes tenaces plus courtes 21, 21' qui sont alimentées à partir des chambres de détente 19 et'IL ?
Il est naturellement possible de former des flammes tenaces aussi bien sur un seul que sur chaque coté ou seule- ment des flammes tenaces individuelles en plus de celles pré- vues aux extrémités du jeu de brûleurs.
Le jeu de brûleurs 6, 16 est constitué en tôle résistant à la corosion, par exemple en acier inoxydable et s'appuie sur des encoches 14 embouties dans chacune des coquilles de brûleur 4, 4' réunies entre elles par un agrafage 13.
Dans l'exemple de réalisation de la fig. 7 les fentes de brûleur 7 sont disposées à des intervalles différents. Les intervalles croissent de la droite vers la gauche. En vue de pouvoir disposer le même nombre de fentes de sortie de gaz 7, celles-ci sont, dans la partie de droite du jeu de brûleurs, un peu plus rapprochées et décalées dans une plus grande me- sure vers la gauche. Les intervalles entre les fentes de sortie de gaz 7 qui sont déterminants pour l'aspiration de l'air se- condaire sont donc d'autant plus grands que la vitesse de sortie du gaz est plus faible. De cette manière on est assuré que toutes les flammes individuelles ont une alimentation en air secondaire suffisante et que la structure des flammes a la forme représentée dans la tige 7. On a alors une confor- mation uniforme des flammes telle que celle représentée en 22.