"Brûleur universel pour combustibles gazeux, applicable tout spéciale-
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La présente invention concerne un brûleur universel pour combustibles gazeux, applicable tout spécialement dans les chaudières et les poêles.
On sait qu'un problème restant toujours non parfaitement résolu dans le domaine des brûleurs pour combustibles gazeux est celui du maintien d'un rendement thermique satisfaisant lors de variations dans
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pouvoir calorifique on passe à des combustibles à haut pouvoir calorifique, la combustion du mélange gazeux étant plus ou moins complète en fonction du gaz utilise.
Un autre problème ayant trait aux combustibles considérés et se
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prises.
Le brûleur universel pour combustibles gazeux selon l'invention, qui est applicable tout spécialement dans les chaudières et les poêles,
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ladite chambre, au moins un injecteur de gaz qui est interchangeable en fonction de la nature du gaz choisi pour l'alimentation du brûleur, cet injecteur coopérant, en vue de l'aspiration de l'air primaire, avec un
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au moins un de ses côtés, par une paroi continue composée, laquelle est constituée par une pluralité de couches présentant des passages convenables pour le mélange gazeux formé dans ladite chambre, la disposition étant telle que la combustion du mélange a lieu d'une façon régulière, diffusée et homogène sur toute la surface extérieure de la couche externe de ladite paroi composée,
Suivant un mode de réalisation préféré, le brûleur en question est caractérisé en ce que la paroi composée, qui constitue préférablement
la partie supérieure de la chambre de mélange, est obtenue par l'assem- blage de plusieurs couches métalliques qui forment autant de parois
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ge gazeux et disposées adjacentes les unes par rapport aux autres, la- dite paroi composée constituant en quelque sorte la couverture ou "toit" do la chambre de combustion.
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Les couches de ladite paroi composée sont au moins en partie consstituées par des parois opportunément perforées.
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une pluralité de trous disposés d'une manière substantiellement homogène sur tout le développement de la paroi correspondante, tandis que la couche extérieure de ladite.paroi composée, sur laquelle s'établit la zone de combustion homogène, comporte une pluralité de trous convenablement calibrés et placés suivant une disposition caractéristique qui a pour but de favoriser l'oxydation de la flamme distribuée sur ladite
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ladite -.couche et suivant une pluralité de lignes transversales parallèles se croisant avec ladite ligne longitudinale médiane, de telle sorte que, entre ladite ligne centrale et lesdites -lignes transversales, il se crée des zones correspondantes de couche à paroi pleine qui ont pour
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dre uniformément sur tout le développement de la zone de combustion, cette zone étant par suite toujours oxygénée de la manière la plus convenable,
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lange coïncide avec l'axe de l'injecteur et l'axe du tube Venturi, les- . dits axes coïncidents étant à leur tour parallèles à l'axe de la paroi
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ment perfore, dont le but est d'intercepter le débit gazeux dérivant du Venturi et de le partager de la manière la plus uniforme que possible sur tout le développement de la chambre, en rendant de ce fait uniforme et homogène la distribution dudit débit :1 travers la paroi composée donc la zone de combustion précitée.
Les caractéristiques ci-dessus et d'autres particularités de la
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qui est donné à titre purement illustratif nullement limitatif de la <EMI ID=17.1>
La fig. 1 montre, en perspective cavalière, un mode d'exécution préféré d'un brûleur pour chaudières selon l'invention, le brûleur étant représenté avant assemblage et soudage de ses diverses parties constitutives.
La fig. 2 montre, en coupe verticale longitudinale médiane, le brûleur de la fig. 1, après assemblage, soudage et union de ses différentes parties,
La fig. 3 est une vue de côté du brûleur.
La fig. 4 en est une vue en plan,
La fig, 5 est une vue d'extrémité du brûleur, du côté de l'injecteur,
La fig, ;6 montre, en coupe transversale et 5 plus grande échelle, un détail de l'assemblage des couches de la paroi composée, et de ce-s couches avec la chambre de mélange.
La fig. 7 est une coupe transversale du brûleur considéré,
En. se référant aux dites figures, le brûleur pour combustibles gazeux A, applicable tout spécialement dans les chaudières et les poêles, est de type universel, c'est-à-dire que, par simple substitution de 1' inj.ecteur B, il peut fonctionner avec un gaz quelconque et, par exemple,. méthane, mélange méthane-air, gaz de gazogène, gaz de pétrole liquéfié,
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variables (entre 80,40 et 300 mm de colonne d'eau par exemple), et avec n'importe quel pouvoir calorifique (respectivement 9.500; 6.000; 4.500;
24,000 et 12.000 Kcal/m , par exemple).
Le brûleur A comporte une chambre de mélange C en forme de. caisson allonge, comme montré sur les figures, la dite chambre étant limitée en bas par la paroi 10, sur ses côtés par les parois latérales 12, 14, 16,
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plus loin:.
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leur est destiné: a être associe.
L'extrémité de la chambre C qui comporte la paroi 16, est pourvue <EMI ID=23.1>
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gitudinal X-X étant par suite commun tant à ladite chambre que au Venturi
La paroi d'extrémité 16 comporte une coiffe 22, convenablement reliée par soudage au reste du brûleur, qui revête complètement ladite' extrémité à l'exception de la zone inférieure où ladite coiffe est pourvue d'une lumière 24 permettant l'amenée de l'air primaire au Venturi.
Dans la paroi avant 26 de la coiffe 22 se visse le raccord 28 qui est fileté même à sa partie intérieure en vue d'y permettre le montage de l'injecteur respectif B dont le passage 30, pour le débit gazeux, est dimensionné de manière à s'adapter aux caractéristiques du gaz utilisé. L'injecteur B est interchangeable en fonction des variations pouvant avoir lieu dans la nature du gaz devant alimenter le brûleur, et celuici peut de ce fait être considéré tel qu'un brûleur universel. Suivant que le pouvoir calorifique du gaz choisi pour l'alimentation du brûleur sera plus bas ou plus élevé, le passage 30 de l'injecteur employé aura une section plus grande ou plus petite correspondante.
L'axe de l'injecteur B coïncide lui-même avec l'axe X-X.
En aval du Venturi F, dans la chambre C (Y étant la direction dans
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[pound]lecteur Ii qui est dans ce cas une languette métallique présentant plusieurs trous 32, soudée par un rebord 34 à la paroi inférieure 10, et
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de distribuer uniformément le mélange gazeux sur toute l'extension de
la chambre C, de manière à obtenir, comme déjà indiqué, la combustion homogène de la flamme.
Ainsi qu'il a été déjà dit, la chambre C est fermée en haut par la paroi stratiforme composée D qui est dans ce cas constituée par l'assemblage des trois parois élémentaires Dl, D2, D3, lesquelles sont égales en ce qui concerne leur structure, en ayant toutes la forme d'une tuile demi-cylindrique.
Pour réaliser le brûleur A, on rapproche les trois parois Dl, D2, D3 jusqu'à les amener au contact les unes des autres et on forme par suite la paroi composée D qui constitue en quelque sorte le toit de la chambre C. Successivement, on bloque les trois dites parois d'une façon étanche le long de leurs ailes parallèles et de même plan 36, 38, moyen-nant bordage et agrafage des ailes longitudinales respectives 40, 42 qui dérivent des parois 12, 14, ces ailes 40, 42 venant comprimer, une
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ailes inférieures 44, 46 correspondantes de la chambre C précitée.
Chacune des parois simples susmentionnées comporte des passages et ouvertures respectifs aptes à permettre l'échappement du débit désiré de mélange gazeux en vue de la constitution de la zone de combustion.
La paroi intérieure Dl est percée d'une pluralité de trous 48 uni-
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termêdiaire ayant substantiellement pour rôle d'empêcher le retour de flamme, c'est-à-dire d'éviter que, sous des conditions de service don- nées, la flamme puisse se propager de la zone de combustion à l'inté- rieur de la chambre C et jusque à l'injecteur.
La paroi élémentaire extérieure D3, également perforée, présenté
une disposition caractéristique des passages d'échappement 50 lesquels sont de petits trous convenablement distribués sur tout le développement de la paroi, ayant un diamètre considérablement inférieur à celui des trous 48 mais supérieur à celui des mailles de la toile métallique D2.
En effet, les petits trous 50 sont disposés suivant une ligne cen- traie longitudinale 52, se prolongeant d'une extrémité à l'autre de la paroi D3, ainsi que suivant une pluralité de lignes mineures transversales 54, parallèles et égales entre elles, lesquelles se croisent, par leurs plans médians, avec la dite ligne longitudinale 52.
On obtient par suite une disposition en treillis, en croix (fig, 4) des trous constituant les lignes 54 avec les trous constituant la ligne
52, cette disposition donnant lieu à la formation de zones respectives
56, 58, placées d'un côté et de l'autre de la paroi D3 par rapport à la ligne 52, et constituées chacune par la partie correspondante pleine, donc non perforée, de ladite paroi. Les zones 56, 58 servent à réaliser une meilleurs oxydation du débit gazeux s'échappant des trous 50 et par suite une meilleure combustion de ce débit, avec flamme oxydée d'une façon homogène et distribuée, également d'une manière homogène sur <EMI ID=29.1>
toute la paroi extérieure D3.
D'après ce qu'on vient d'exposer, les performances et le fonctionnement du brûleur universel A faisant l'objet de l'invention sont bien évidents et peuvent se résumer comme suit :
On suppose le brûleur comme étant fixé, moyennant la pièce .en équerre 20, à l'appareil considéré (non illustré), telle qu'une chau-
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nature du combustible gazeux devant alimenter ledit brûleur, on visse dans le raccord 28 l'injecteur B correspondant, qui devra, bien entendu., être substitué le cas où le combustible d'alimentation serait changé.
Le raccord 28 étant relié au tube d'amenée du gaz, on ouvre le robinet en donnant lieu au passage de gaz à travers l'injecteur.
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mélange du gaz ,il l'air primaire aspiré suivant la flèche Z par la lumière 24. Le débit de mélange gazeux ainsi forme dans les proportions voulues, procède dans le sens de la flèche Y et, en rencontrant le déflec-
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ce déflecteur, la densité du combustible gazeux serait' plus: élevée vers l'extrémité 18 et plus basse vers l'extrémité 16, ce qui aurait pour conséquence un plus important échappement de mélange gazeux de la partie arrière du brûleur donc une puissance différente de la flamme- ainsi obtenue.
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sur laquelle il règne une condition de distribution homogène du débit précité.
Le mélange gazeux passe d'abord par les trous 48 de la couche Dl,
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petits trous de la couche D.,, ceux-ci étant disposés de la façon carac-
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La flamme ainsi produite est distribuée uniformément sur la paroi
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captant l'air secondaire qui lèche la surface courbée de ladite paroi et qui trouve autant d'incitations à lécher de manière homogène la flam-� me qu'il y a de zones 56, 58 de paroi pleine et non perforée.
La combustion a lieu par suite sous les conditions les plus favo- râblés que possible, les proportions d'air primaire et secondaire ainsi obtenues étant à tout moment les plus appropriées.
De plus, le fonctionnement du brûleur a lieu dans les limites de l'indice ou facteur de bonne combustion établi pour chaque gaz par.les prescriptions européennes courantes en utilisant les gaz étalon corres- pondants,
Grâce surtout à la structure caractéristique de sa paroi composée
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ne pouvant en aucun cas se propager de la zone d'échappement, que
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teur B, même pas lorsque le gaz d'alimentation aurait une haute teneur en hydrogène..
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utilisé, de sorte que même des gaz extrêmement volatils pourraient être employés,
De nombreuses variantes sont possibles dans la structure du brûleur et la disposition, les unes par rapport aux autres, de ses diverses par-
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présenter une forme différente autre que celle susmentionnée; le nombre
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transversale de la paroi composée et des parois élémentaires pourrait présenter une forme trapézoïdale, mixtiligne, triangulaire, composée ou autre.
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inventive, ni du cadre du présent brevet d'invention.
REVENDICATIONS S
1.- Brûleur universel pour combustibles gazeux, applicable tout spécialement dans les chaudières et les poêles, caractérise on ce qu'il comporte au moins une chambre de mélange du gaz d'alimentation à l'air primaire et, aboutissant à cette chambre, au moins un injecteur de cas qui est interchangeable en fonction de la nature du gaz choisi pour l'alimentation du brûleur; ledit injecteur coopérant, en vue de l'aspiration de l'air primaire, avec un tube Venturi correspondant loge dans ladite chambre;
cette chambre étant délimitée, sur un au moins de ses côtés, par une paroi composée continue, constituée par une pluralité de couches dans lesquelles sont formés des passages appropriés pour le mélange gazeux produit dans ladite chambre, cette disposition permettant que la combustion ait lieu d'une façon régulière, diffusée et homogène sur toute la surface extérieure de la couche externe de ladite paroi composée.
"Universal burner for gaseous fuels, any special applicable -
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The present invention relates to a universal burner for gaseous fuels, especially applicable in boilers and stoves.
It is known that a problem which still remains not perfectly resolved in the field of burners for gaseous fuels is that of maintaining a satisfactory thermal efficiency during variations in temperature.
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calorific value we switch to fuels with high calorific value, the combustion of the gas mixture being more or less complete depending on the gas used.
Another problem relating to the fuels considered and
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taken.
The universal burner for gaseous fuels according to the invention, which is particularly applicable in boilers and stoves,
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said chamber, at least one gas injector which is interchangeable depending on the nature of the gas chosen for supplying the burner, this injector cooperating, with a view to the suction of the primary air, with a
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at least one of its sides, by a continuous compound wall, which is formed by a plurality of layers having suitable passages for the gas mixture formed in said chamber, the arrangement being such that the combustion of the mixture takes place in a regular manner , diffused and homogeneous over the entire outer surface of the outer layer of said compound wall,
According to a preferred embodiment, the burner in question is characterized in that the composed wall, which preferably constitutes
the upper part of the mixing chamber is obtained by assembling several metal layers which form as many walls
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ge gas and disposed adjacent to each other, said composite wall constituting in a way the cover or "roof" of the combustion chamber.
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The layers of said composite wall are at least partly constituted by suitably perforated walls.
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a plurality of holes arranged in a substantially homogeneous manner over the entire development of the corresponding wall, while the outer layer of said compound wall, on which the homogeneous combustion zone is established, comprises a plurality of suitably calibrated holes and placed in a characteristic arrangement which aims to promote the oxidation of the flame distributed over said
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said layer and along a plurality of parallel transverse lines intersecting with said median longitudinal line, so that, between said central line and said transverse lines, corresponding zones of solid-walled layer are created which have for
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dre uniformly over the entire development of the combustion zone, this zone being consequently always oxygenated in the most suitable manner,
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lange coincides with the axis of the injector and the axis of the Venturi tube, the-. said coincident axes being in turn parallel to the axis of the wall
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ment perforation, the purpose of which is to intercept the gas flow deriving from the Venturi and to share it as uniformly as possible over the entire development of the chamber, thereby making the distribution of said flow uniform and homogeneous: 1 through the wall therefore composed of the aforementioned combustion zone.
The above characteristics and other peculiarities of the
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which is given purely as an illustration and in no way limiting the <EMI ID = 17.1>
Fig. 1 shows, in isometric perspective, a preferred embodiment of a burner for boilers according to the invention, the burner being shown before assembly and welding of its various constituent parts.
Fig. 2 shows, in median longitudinal vertical section, the burner of FIG. 1, after assembly, welding and union of its different parts,
Fig. 3 is a side view of the burner.
Fig. 4 is a plan view,
Fig, 5 is an end view of the burner, from the injector side,
Fig. 6 shows, in cross section and on a larger scale, a detail of the assembly of the layers of the compound wall, and of these layers with the mixing chamber.
Fig. 7 is a cross section of the burner considered,
In. with reference to said figures, the burner for gaseous fuels A, applicable especially in boilers and stoves, is of the universal type, that is to say that, by simple substitution of the injector B, it can operate with any gas and, for example ,. methane, methane-air mixture, gas generator gas, liquefied petroleum gas,
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variable (between 80.40 and 300 mm of water column for example), and with any calorific value (respectively 9,500; 6,000; 4,500;
24,000 and 12,000 Kcal / m, for example).
The burner A has a C-shaped mixing chamber. elongate box, as shown in the figures, said chamber being limited at the bottom by the wall 10, on its sides by the side walls 12, 14, 16,
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further:.
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is intended for them: to be associated.
The end of the chamber C which comprises the wall 16, is provided with <EMI ID = 23.1>
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gitudinal X-X being therefore common both to said chamber and to the Venturi
The end wall 16 comprises a cover 22, suitably connected by welding to the rest of the burner, which completely covers said end with the exception of the lower zone where said cover is provided with a slot 24 allowing the supply of the gas. primary air to Venturi.
In the front wall 26 of the cover 22 is screwed the connector 28 which is threaded even at its inner part in order to allow the mounting of the respective injector B whose passage 30, for the gas flow, is dimensioned so to adapt to the characteristics of the gas used. The injector B is interchangeable as a function of the variations which may take place in the nature of the gas having to supply the burner, and the latter can therefore be considered as a universal burner. Depending on whether the calorific value of the gas chosen to feed the burner will be lower or higher, the passage 30 of the injector employed will have a corresponding larger or smaller section.
The axis of the injector B itself coincides with the X-X axis.
Downstream of Venturi F, in chamber C (Y being the direction in
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[pound] reader Ii which is in this case a metal tab having several holes 32, welded by a flange 34 to the lower wall 10, and
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to distribute the gas mixture evenly over the entire extension of
chamber C, so as to obtain, as already indicated, the homogeneous combustion of the flame.
As has already been said, the chamber C is closed at the top by the composite stratiform wall D which in this case is constituted by the assembly of the three elementary walls Dl, D2, D3, which are equal as regards their structure, all having the shape of a semi-cylindrical tile.
To make the burner A, the three walls Dl, D2, D3 are brought together until they come into contact with each other and the compound wall D is formed, which in a way constitutes the roof of the chamber C. Successively, the three said walls are blocked in a sealed manner along their parallel wings and of the same plane 36, 38, means-nant edging and stapling of the respective longitudinal wings 40, 42 which derive from the walls 12, 14, these wings 40, 42 coming to compress, one
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corresponding lower wings 44, 46 of the aforementioned chamber C.
Each of the aforementioned single walls has respective passages and openings capable of allowing the desired flow of gas mixture to escape with a view to constituting the combustion zone.
The inner wall Dl is pierced with a plurality of holes 48 uni-
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termediary having the substantial role of preventing backfire, that is to say to prevent that, under given operating conditions, the flame can propagate from the combustion zone to the interior from chamber C to the injector.
The outer elementary wall D3, also perforated, presented
a characteristic arrangement of the exhaust passages 50 which are small holes suitably distributed over the entire development of the wall, having a diameter considerably smaller than that of the holes 48 but greater than that of the meshes of the wire mesh D2.
Indeed, the small holes 50 are arranged along a longitudinal center line 52, extending from one end to the other of the wall D3, as well as along a plurality of transverse minor lines 54, parallel and equal to each other, which intersect, by their median planes, with said longitudinal line 52.
This gives a lattice arrangement, cross (fig, 4) of the holes constituting the lines 54 with the holes constituting the line
52, this provision giving rise to the formation of respective zones
56, 58, placed on one side and the other of the wall D3 with respect to the line 52, and each formed by the corresponding solid part, therefore not perforated, of said wall. Zones 56, 58 serve to achieve better oxidation of the gas flow escaping from holes 50 and consequently better combustion of this flow, with flame oxidized in a homogeneous and distributed manner, also in a homogeneous manner on <EMI ID = 29.1>
the entire outer wall D3.
From what has just been explained, the performance and operation of the universal burner A forming the subject of the invention are quite obvious and can be summarized as follows:
The burner is assumed to be fixed, by means of the angled piece 20, to the device in question (not shown), such as a boiler.
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nature of the gaseous fuel having to feed said burner, the corresponding injector B is screwed into connection 28, which will of course have to be replaced in the event that the feed fuel is changed.
The connector 28 being connected to the gas supply tube, the valve is opened, giving rise to the passage of gas through the injector.
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mixture of the gas, it the primary air sucked along the arrow Z by the port 24. The flow of gas mixture thus formed in the desired proportions, proceeds in the direction of the arrow Y and, meeting the deflection
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this deflector, the density of the gaseous fuel would be 'higher towards the end 18 and lower towards the end 16, which would result in a greater escape of the gas mixture from the rear part of the burner therefore a power different from the flame thus obtained.
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on which there is a condition of homogeneous distribution of the aforementioned flow.
The gas mixture first passes through the holes 48 of the Dl layer,
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small holes of the layer D. ,, these being arranged in the charac-
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The flame thus produced is distributed uniformly on the wall
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capturing the secondary air which licks the curved surface of said wall and which finds as many incentives to homogeneously lick the flam - � me that there are areas 56, 58 of solid and unperforated wall.
Combustion therefore takes place under the most favorable conditions possible, the proportions of primary and secondary air thus obtained being at all times the most appropriate.
In addition, the burner operates within the limits of the index or good combustion factor established for each gas by current European regulations, using the corresponding standard gases,
Thanks above all to the characteristic structure of its wall composed
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cannot in any case propagate from the exhaust area, that
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tor B, not even when the feed gas would have a high hydrogen content.
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used, so that even extremely volatile gases could be used,
Numerous variations are possible in the structure of the burner and the arrangement, relative to each other, of its various parts.
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have a different shape other than that mentioned above; the number
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transverse of the compound wall and the elementary walls could have a trapezoidal, mixtilinear, triangular, compound or other shape.
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inventive, nor within the scope of this invention patent.
CLAIMS S
1.- Universal burner for gaseous fuels, applicable especially in boilers and stoves, characterized in that it comprises at least one mixing chamber of the feed gas with the primary air and, ending in this chamber, the at least one case injector which is interchangeable depending on the nature of the gas chosen for supplying the burner; said injector cooperating, with a view to the suction of the primary air, with a corresponding Venturi tube housed in said chamber;
this chamber being delimited, on at least one of its sides, by a continuous compound wall, constituted by a plurality of layers in which are formed suitable passages for the gas mixture produced in said chamber, this arrangement allowing combustion to take place d 'in a regular, diffused and homogeneous manner over the entire outer surface of the outer layer of said compound wall.