EP0848796B1 - Bruleur a gaz du type dit "a flammes vivantes" - Google Patents

Bruleur a gaz du type dit "a flammes vivantes" Download PDF

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EP0848796B1 EP96929142A EP96929142A EP0848796B1 EP 0848796 B1 EP0848796 B1 EP 0848796B1 EP 96929142 A EP96929142 A EP 96929142A EP 96929142 A EP96929142 A EP 96929142A EP 0848796 B1 EP0848796 B1 EP 0848796B1
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Fonderies Du Lion SA
Thermic Investments
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24C—DOMESTIC STOVES OR RANGES ; DETAILS OF DOMESTIC STOVES OR RANGES, OF GENERAL APPLICATION
    • F24C3/00—Stoves or ranges for gaseous fuels
    • F24C3/002—Stoves
    • F24C3/006—Stoves simulating flames

Definitions

  • the present invention relates to a gas burner of the so-called "living flame” type, ie a gas burner whose flames bring to a certain degree of glowing logs or charcoal artificial, said gas burner being essentially constituted by a combustion chamber in which circulates the fuel (gas) / oxidizer (air) mixture primary), with a sheet at its upper part flat intended to receive an artificial fuel, said sheet having holes for the passage of said fuel / oxidizer mixture generally arranged at the limit of the aforementioned flat sheet.
  • the gas burner of the so-called "living flame” type is characterized in that the flat sheet cited in the preamble has at least one orifice, the aforementioned holes lying at the limit of one part of the outer perimeter of the aforementioned sheet and on the other hand of the interior perimeter of the aforementioned orifice.
  • the aforementioned holes have a diameter such that, taking into account of the pressure prevailing in the aforementioned chamber, of the primary air richness of the mixture fuel / oxidizer, the flashback phenomenon be made impossible.
  • Figure 1 is a plan view of the burner according to the invention.
  • Figure 2 is a view in perspective, in a schematic execution, showing the path that the fuel / oxidizer mixture can follow in the burner chamber.
  • the goal is to deflect the flames of these burners by making use of a draft secondary ascending, this is achieved within living flame burners which are basically consisting of a chamber 1 (fig. 2) in which circulates the fuel (gas) / oxidizer (air) mixture primary), and a flat top plate 2 (fig. 1) drilled with holes 3 - 3 'allowing the supply of flames.
  • the deflection of the flames must be done towards logs or fuel blocks artificial to carry at least locally to glowing artificial fuel placed on the flat sheet metal or in its vicinity.
  • the solid artificial fuel is disposed in such a way that at all operating modes, the yellow part of the flame - where the transient products of the extremely complex chemical reaction form fluffy aggregates of carbon (soot) - does not come into contact with a cold zone of the artificial fuel located between the zones carried incandescent, This avoids the deposition of soot which is burned at a higher level in the development of the flame.
  • This stratagem develops hygienic combustion with an almost perfect imitation of the ordinary combustion of a solid fuel.
  • the phenomenon sought is observed in a burner according to the invention.
  • the burner according to figures has a topological surface of gender greater than unity.
  • the flat sheet 2 of the burner according to these two figures presents, in the example represented, two orifices 4 which results in a significant elongation of the perimeter corresponding to the area in which are formed the holes 3 - 3 '(fig. 1).
  • the total scope is made up of the convex perimeter arising from the geometric shape flat sheet 1 plus the concave perimeter of one or several orifices 4. This gives a large power in a relatively flat surface burner scaled down. Due to the high concentration of flames on the surface of the flat sheet 1 of the burner a more appropriate (more aesthetic) arrangement of the artificial fuel is possible.
  • the burner design according to the invention allows a very flexible distribution of flames which gives full freedom to choose the passage necessarily clear of flames in the decor fireplace depending on the desired aesthetic.
  • any interior point i.e. any point at the interior of chamber 1 (fig. 2) can be reached by two different paths.
  • this point represented by the letter P can, from the venturi 5 through which the fuel (gas) / oxidizer mixture enters (primary air), be reached by one of the three paths designated by one of the references 6, 7 or 8.
  • the dynamic pressure of the mixture inside the burner is very homogenized easily at all flow rates, i.e. to all diets of power since the mixture is never found stuck or stuck in one or the other "dead end" there where the kinetic energy could turn into high static pressure.
  • the heterogeneity of the pressure of the mixture inside the burner would indeed create a heterogeneity of the ejection speeds of this mixture in direction of the flames, which would cause the detachment in excess air situation (blue flame) and a sooty stretch in a situation without excess air (yellow flame).
  • the burner shown in the figures has a hexagonal periphery. This perimeter could generally present n sides, or have a circular or oval outline.

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
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  • Combustion Of Fluid Fuel (AREA)

Description

La présente invention se rapporte à un brûleur à gaz du type dit "à flammes vivantes", c.à.d. un brûleur à gaz dont les flammes portent à un certain degré d'incandescence des bûches ou du charbon artificiels, ledit brûleur à gaz étant essentiellement constitué par une chambre de combustion dans laquelle circule le mélange carburant (gaz) / comburant (air primaire), présentant à sa partie supérieure une tôle plate destinée à recevoir un combustible artificiel, ladite tôle présentant des trous pour le passage dudit mélange carburant/comburant disposés en général à la limite de la tôle plate précicée.
Un exemple d'un brûleur du type défini ci-dessus est constitué par le brevet US-A-5 328 356. L'Inconvénient que présente le brûleur à gaz selon ce document réside essentiellement dans le fait qu'on réalise une circulation d'air secondaire uniquement sur le pourtour extérieur du brûleur, Il est, en raison de la présence d'un espace mort au centre du brûleur, impossible d'obtenir la concentration de flammes souhaitée sur la surface de la tôle plate du brûleur sur laquelle est disposé le combustible artificiel et ceci est précisément un objectif de l'invention selon le présente demande.
Les combustibles artificiels sont en effets léchés de manière plus au moins heureuse par les flammes, Pour parvenir à l'effet esthétique désiré, une surface aussi grande que possible du combustible artificiel doit être portée à incandescence.
Ce résultat ne peut pas être atteint par un brûleur selon ledit brevet US-A-5 328 356.
Pour obtenir le résultat souhaité, le brûleur à gaz du type dit "à flammes vivantes", selon l'invention, est caractérisé en ce que la tôle plate citée dans le préambule présente au moins un orifice, les trous précités se situant à la limite d'une part du périmètre extérieur de la tôle précitée et d'autre part du périmètre intérieur de l'orifice précité.
Toujours dans l'esprit de l'invention, les trous précités ont un diamètre tel que, compte tenu de la pression régnant dans la chambre précitée, de la richesse en air primaire du mélange carburant/comburant, le phénomène de retour de flamme soit rendu impossible.
D'autres détails et avantages de l'invention ressortiront de la description qui sera donnée ci-après d'un brûleur à gaz à surface plate dit à flammes vivantes, selon l'invention. Cette description n'est donnée qu'à titre d'exemple et ne limite pas l'invention. Les notations de référence se rapportent aux figures ci-jointes.
La figure 1 est en vue en plan du brûleur selon l'invention.
La figure 2 est une vue en perspective, dans une exécution schématique, montrant le trajet que le mélange carburant/comburant peut suivre dans la chambre du brûleur.
L'objectif étant de dévier les flammes de ces brûleurs en faisant usage d'un courant d'air secondaire ascendant, ceci est atteint dans les brûleurs à flammes vivantes qui sont essentiellement constitués d'une chambre 1 (fig. 2) dans laquelle circule le mélange carburant (gaz)/comburant (air primaire), et d'une tôle supérieure plate 2 (fig. 1) percés de trous 3 - 3' permettant l'alimentation des flammes.
La déviation des flammes doit se faire en direction de bûches ou de blocs de combustible artificiel pour porter au moins localement à incandescence le combustible artificiel disposé sur la tôle plate ou dans son voisinage.
Dans l'esprit de l'invention, ceci peut être obtenu en ménageant les trous 3 à la limite même de la tôle plate 2 (fig. 1) quelle qu'en soit la forme et cela dans la zone dans laquelle circule l'air secondaire. L'air secondaire circule en effet de bas en haut le long des parois verticales de la chambre 1 (fig. 2). Ce courant ascendant d'air secondaire provoque un infléchissement des flammes en direction du combustible artificiel reposant sur la tôle plate 2 (fig. 1) du brûleur.
Cet infléchissement est dû à la dilatation des gaz ionisés soumis à la "combustion secondaire" en présence de l'air secondaire, Du côté opposé de la flamme, à savoir du côté du combustible artificiel solide, le manque d'air secondaire donne l'impression que ce combustible artificiel solide évapore par distillation interne un mélange gazeux combustible, alors qu'il s'agit en fait des produits d'une combustion primaire non achevée en CO2 et H2O. On dispose le combustible artificiel solide de telle manière qu'à tous les régimes du fonctionnement, la partie jaune de la flamme - où les produits transitoires de la réaction chimique extrêmement complexe forment des agrégats floconneux de carbone (suie) - n'entre pas en contact avec une zone froide du combustible artificiel située entre les zones portées à incandescence, On évite ainsi le dépôt des suies qui sont brûlées à un plus haut niveau dans le développement de la flamme. On développe par ce stratagème une combustion hygiénique avec une imitation quasi parfaite de la combustion ordinaire d'un combustible solide.
Le phénomène recherché s'observe dans un brûleur selon l'invention. Le brûleur selon les figures est à surface topologique de genre supérieur à l'unité. La tôle plate 2 du brûleur selon ces deux figures présente, dans l'exemple représenté, deux orifices 4 ce qui entraíne un allongement important du périmètre correspondant à la zone dans laquelle sont ménagés les trous 3 - 3' (fig. 1).
Le périmètre total est constitué du périmètre convexe découlant de la forme géométrique de la tôle plate 1 plus le périmètre concave d'un ou plusieurs orifices 4. On obtient de la sorte une grande puissance dans un brûleur plat de surface relativement réduite. En raison de la grande concentration de flamnes sur la surface de la tôle plate 1 du brûleur une disposition mieux appropriée (plus esthétique) du combustible artificiel est possible.
Le phénomène recherché de l'incurvation des flammes en direction du combustible artificiel s'observera dans les zones délimitant le périmètre extérieur de la tôle date ainsi que dans les zones délimitant le périmètre intérieur des orifices 4.
La conception du brûleur selon l'invention permet une répartition très souple des flammes ce qui donne toute liberté de choisir le passage nécessairement dégagé des flammes dans le décor de foyer en fonction de l'esthétique recherchée.
Dans un brûleur du type représenté aux figures, tout point intérieur, c.à.d. tout point à l'intérieur de la chambre 1 (fig. 2) peut être atteint par deux chemins différents. A la figure 2, ce point représenté par la lettre P peut, à partir du venturi 5 par lequel pénètre le mélange carburant (gaz)/comburant (air primaire), être atteint par l'un des trois chemins désignés par l'une des références 6, 7 ou 8.
Dès lors, la pression dynamique du mélange à l'intérieur du brûleur s'homogénéise très facilement à tous les débits, c.à.d. à tous les régimes de puissance puisque le mélange ne se trouve jamais bloqué ou coincé dans l'un ou l'autre "cul de sac" là où l'énergie cinétique pourrait se transformer en pression statique élevée.
L'hétérogénéité de la pression du mélange à l'intérieur du brûleur créerait en effet une hétérogénéité des vitesses d'éjection de ce mélange en direction des flammes, ce qui provoquerait le décollement en situation d'excès d'air (flamme bleue) et un étirement fuligineux en situation sans excès d'air (flamme jaune).
Le brûleur représenté aux figures présente un pourtour hexagonal. Ce pourtour pourrait présenter, d'une manière générale, n côtés, ou présenter un contour circulaire ou ovale.

Claims (2)

  1. Brûleur à gaz du type dit "à flammes vivantes", c.à.d. un brûleur à gaz dont les flammes portent à un certain degré d'incandescence des bûches ou du charbon artificiels, ledit brûleur à gaz étant essentiellement constitué par une chambre (1) de combustion dans laquelle circule le mélange carburant (gaz) / comburant (air primaire), présentant à sa partie supérieure une tôle plate (2) destinée à recevoir un combustible artificiel, ladite tôle (2) présentant des trous (3) pour le passage dudit mélange carburant/comburant disposés en général à la limite de la tôle plate (2) précitée, caractérisé en ce que la tôle plate précitée (2) présente au moins un orifice (4), les trous (3, 3') précités se situant à la limite d'une part du périmètre extérieur de la tôle précitée et d'autre part du périmètre intérieur de l'orifice précité (4).
  2. Brûleur selon la revendication 1, caractérisé en ce que les trous précités (3, 3') ont un diamètre tel que, compte tenu de la pression régnant dans ia chambre (1) précitée, de la richesse en air primaire du mélange carburant/comburant, le phénomène du retour de flamme soit rendu impossible.
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