EP1363072B1 - Tête de brûleur pour un appareil de cuisson à gaz - Google Patents

Tête de brûleur pour un appareil de cuisson à gaz Download PDF

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EP1363072B1
EP1363072B1 EP03352009A EP03352009A EP1363072B1 EP 1363072 B1 EP1363072 B1 EP 1363072B1 EP 03352009 A EP03352009 A EP 03352009A EP 03352009 A EP03352009 A EP 03352009A EP 1363072 B1 EP1363072 B1 EP 1363072B1
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EP
European Patent Office
Prior art keywords
burner head
rings
burner
pins
ring
Prior art date
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Application number
EP03352009A
Other languages
German (de)
English (en)
Other versions
EP1363072A1 (fr
Inventor
Stephen Andrews
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
FagorBrandt SAS
Original Assignee
FagorBrandt SAS
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Filing date
Publication date
Application filed by FagorBrandt SAS filed Critical FagorBrandt SAS
Publication of EP1363072A1 publication Critical patent/EP1363072A1/fr
Application granted granted Critical
Publication of EP1363072B1 publication Critical patent/EP1363072B1/fr
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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Classifications

    • 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
    • F24C3/08—Arrangement or mounting of burners
    • F24C3/085—Arrangement or mounting of burners on ranges
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23D—BURNERS
    • F23D14/00—Burners for combustion of a gas, e.g. of a gas stored under pressure as a liquid
    • F23D14/02—Premix gas burners, i.e. in which gaseous fuel is mixed with combustion air upstream of the combustion zone
    • F23D14/04—Premix gas burners, i.e. in which gaseous fuel is mixed with combustion air upstream of the combustion zone induction type, e.g. Bunsen burner
    • F23D14/06—Premix gas burners, i.e. in which gaseous fuel is mixed with combustion air upstream of the combustion zone induction type, e.g. Bunsen burner with radial outlets at the burner head
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23D—BURNERS
    • F23D14/00—Burners for combustion of a gas, e.g. of a gas stored under pressure as a liquid
    • F23D14/46—Details
    • F23D14/48—Nozzles
    • F23D14/58—Nozzles characterised by the shape or arrangement of the outlet or outlets from the nozzle, e.g. of annular configuration
    • F23D14/583—Nozzles characterised by the shape or arrangement of the outlet or outlets from the nozzle, e.g. of annular configuration of elongated shape, e.g. slits
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23D—BURNERS
    • F23D14/00—Burners for combustion of a gas, e.g. of a gas stored under pressure as a liquid
    • F23D14/46—Details
    • F23D14/48—Nozzles
    • F23D14/58—Nozzles characterised by the shape or arrangement of the outlet or outlets from the nozzle, e.g. of annular configuration
    • F23D14/583—Nozzles characterised by the shape or arrangement of the outlet or outlets from the nozzle, e.g. of annular configuration of elongated shape, e.g. slits
    • F23D14/586—Nozzles characterised by the shape or arrangement of the outlet or outlets from the nozzle, e.g. of annular configuration of elongated shape, e.g. slits formed by a set of sheets, strips, ribbons or the like

Definitions

  • the present invention relates to a burner head for a gas cooking appliance.
  • This cooking appliance is for example a hob with one or more gas burners or a stove.
  • a hob equipped with gas burners generally has burner pots of different sizes for receiving burners whose power depends substantially on the size of the pot and the burner.
  • the burner comprises a burner head consisting of an annular ring pierced with orifices from which flame emits for heating a container or the like.
  • a lid closes the annular ring on one side and directs the gaseous mixture to the orifices where it is burned.
  • the power variation is over a range in a ratio of about 1 to 3. This range is relatively small. It requires to provide on the same hob pots of different sizes.
  • the document US 2235635 reveals a gas burner for cooktop in which the burner head is obtained by superposition of flat rings and corrugated rings. It is stated in this document that this embodiment reduces the cost of the burner head and provides good combustion. It also provides an outer peripheral surface of the burner head which has, like annular rings pierced by conventional orifices, a series of small orifices aligned on one or more rows. The orifices are no longer circular but the size and number of burner head outlets relative to a conventional burner head vary little. This structure also allows, although not mentioned in this document, to have for a given size a power variation of interest, more important than for conventional burners mentioned above.
  • this embodiment of a burner head proves to be quite noisy because turbulence is created at the level of the corrugated rings.
  • the energy efficiency of such a burner is limited because the flames out of the head are not directed towards the pan, or equivalent, to heat.
  • flame separation is often observed and a stream of air can blow and extinguish the flame.
  • the rings, in particular the corrugated rings tend to deform when they are subjected to high temperatures. The initial geometry of the burner therefore changes in time and burner performance decrease.
  • the document AU-B-412372 further described a burner head constituted by the superposition of two rings and a lid, the rings having a flat central portion and a peripheral portion bent towards the lid.
  • this burner head will provide a short and intense flame but will also achieve a longer flame and more diffuse.
  • this burner head will be quiet, have a good energy efficiency, will not deform and will not be sensitive to drafts.
  • the present invention provides a burner head for a gas cooking appliance comprising a stack of rings closed by a lid.
  • the rings have a flat central portion and a peripheral portion folded towards the lid with an angle of between 15 and 35 ° with respect to the central portion, the rings being evenly spaced by spacing means.
  • This embodiment provides a new burner head for application to a cooking appliance such as a hob or a stove.
  • the outlet orifices are relatively large peripheral slots with respect to the outlet orifices of the burner heads of the prior art.
  • This new embodiment makes it possible to have rings of relatively small thickness but still having, thanks to the presence of a fold, a very good thermomechanical resistance.
  • the inclination given to the peripheral part also makes it possible to give a flame that is more stable and better attached to the burner head (less sensitivity to drafts).
  • the flame is directed towards the container to be heated and allows a good energy efficiency.
  • the fact of having relatively large surface outlets makes it possible to limit the noise of the air / gas mixture leaving the burner head by limiting the turbulence at the outlet.
  • the angle formed by the peripheral portion relative to the central portion is advantageously between 15 and 35 °.
  • spacers are for example regularly distributed between these two rings neighbors.
  • each ring has for example stamped bores whose edges have been rolled to form each time a rim of predetermined height.
  • pins may be regularly distributed, corresponding bores then being provided in each ring.
  • the bores cooperating with the pins are preferably entirely made in the flat part of each ring.
  • the rings are for example made of steel. In this case, it is possible to provide a ring thickness of between 0.6 and 0.9 mm and a spacing between two adjacent rings of between 0.8 and 1.2 mm.
  • the present invention also relates to a burner for a gas cooking appliance, characterized in that it comprises a burner head as described above, as well as a cooking appliance such as a hob, or a gas stove. , characterized in that it comprises at least one burner head as described above.
  • a hob according to the invention is for example a hob with a support for pans or the like which has support arms extending radially with respect to each burner head, the rings of each burner head being held in position. using pins regularly distributed, for each burner head the number of pins corresponding to the number of support arms, and the pins located in front of the support arms.
  • the figure 1 shows a burner equipping a gas cooking appliance, which is in the present description a hob 2.
  • a gas usually methane, propane or butane, is mixed with air and the mixture is sent by a supply line 4 to a burner head 6.
  • a skirt 8 connects the burner head 6 to the hob 2.
  • a support, here comprising four support arms 10, is placed on the hob 2 and allows maintaining a saucepan, or the like, above the burner head 6.
  • a piezoelectric ignition device 12 is disposed near the burner head 6 to control the ignition thereof.
  • the present invention relates essentially to the burner head 6.
  • the latter comprises rings 14 stacked on pins 16, a diffuser cover 18 and a cap 20.
  • the Figures 5 to 7 show in detail an embodiment of a ring 14 used for producing the burner head shown in FIG. figure 2 .
  • the burner head 6 of the figure 2 has five rings 14 such as the one shown on the figure 5 .
  • Each ring 14 is made of stainless steel. It comprises a flat central portion 22 and an inclined peripheral portion 24 connected to the central portion 22 by a fold 26.
  • the angle ⁇ determining the inclination of the peripheral portion 24 relative to the flat portion 22 is for example 25 ° .
  • the central part ( figure 5 ) has four tabs 28 extending in the plane of the central portion 22 radially towards the center thereof. At level of each tab, there is a hole 30 provided for the passage of a pin 16 corresponding. In the embodiment shown in the figure 2 and on Figures 5 to 7 the hole 30 is obtained by stamping. The edge of the hole 30 has then been folded to form around this hole 30 a rim 32 of height h ( figure 6 ) predetermined. This height h corresponds to the spacing that is desired to leave between two neighboring rings 14.
  • the tabs 28 are provided here to be able to move the holes 30 away from the peripheral portion 24.
  • the peripheral portion 24 is of regular width and extends without discontinuity around the central portion 22.
  • a support for receiving a pan above the burner head 6.
  • This support comprises four support arms 10 which extend radially around the burner head 6.
  • the support arms 10 are equidistributed around the head of the burner head. burner 6 so that two adjacent support arms 10 are at an angle to each other by 90 °.
  • the rings 14 of the burner head 6 are mounted on four pins 16. These pins are also regularly arranged and oriented at 90 ° to each other with respect to the rings 14.
  • the pins 16 are arranged so that they face the support arms 10.
  • the pins 16 are fixed on the skirt 8 and the rings 14 are then stacked on each other, each hole 30 receiving a pin 16.
  • the rings 14 are stacked in such a way that the peripheral portion 24 away from the hob 2, or in other words, is directed towards the diffuser cover 18 or the cap 20.
  • the diffuser cover 18 is in the form of a disc preferably made of the same material as the rings 14. This disc has at its center a boss 34 attached to a flat portion 36 itself surrounded by a peripheral portion 38 identical to the peripheral portion 24 of a ring 14.
  • the diffuser cover has bores 40 whose position corresponds to the position of the holes 30 of the rings 14 so that the diffuser cover 18 can be stacked above the rings 14, the bores 40 then each receiving a pin 16.
  • its boss 34 extends inwardly of the rings 14 while its peripheral portion 38 is parallel to the parts peripherals 24 of the rings 14.
  • the cap 20 rests on the diffuser cover 18 and here essentially acts as a hubcap.
  • the rings 14 are slightly different. An identical structure is found with a central portion 22, a peripheral portion 24, tabs 28 and corresponding holes 30. The difference here is that the holes 30 are obtained by drilling and not by stamping. There are therefore no flanges 32 at the holes 30.
  • the washers 42 are arranged between two adjacent rings at each hole 30 of as a spacer to maintain a constant spacing between two neighboring rings 14.
  • An air / gas mixture is sent through the supply line 4 towards the inside of the burner head 6.
  • the air / gas mixture moves towards the diffuser cover 18, that is to say axially with respect to the rings 14.
  • the boss 34 of the diffuser cover 18 is intended to help the air / gas mixture to pass between the rings 14, that is to say to turn at a right angle to move in a plane substantially parallel to the central portions 22 of the rings 14.
  • the air / gas mixture then diffuses radially relative to the rings 14 and is guided by the peripheral portions 24 outside the burner head 6, where the combustion occurs.
  • the combustion is initiated initially by the piezoelectric ignition device 12. Subsequently, the combustion is maintained by the arrival of fresh air / gas mixture.
  • the figure 8 represents a burner head 6 and the four support arms 10 (partly) in plan view.
  • a first dotted line 44 represents the outline of a low-power flame.
  • a second dashed line 46 represents the contour of a flame of higher power. It can be seen here that at the level of the support arms 10, the higher power flame at the outlet of the burner is set back. This is due to the presence of pins 16 or more precisely flanges 32 or washers 42 (according to the embodiment). This removal of the flames makes it possible to limit the heating of the support arms 10 and thus to increase the service life thereof. At low power, the flame regularly extends around the burner head. The presence of the pins 16 does not disturb it.
  • the fold 26 made at the level of the rings between the central portion 22 and the peripheral portion 24 has several functions. It allows first of all to increase the thermomechanical rigidity of the corresponding ring 14. Thus, the deformations caused by the heating of the rings 14 are strongly limited. For the same variation of temperature and the same thermomechanical resistance, a ring 14 having a fold 26 will have a thickness less than a completely flat ring. When the rings are made of stainless steel, a thickness of 0.6 to 0.9 mm gives satisfactory results from a thermomechanical resistance point of view.
  • the inclination of the peripheral portion 24 also directs the flame formed around the burner head 6 to the container to be heated.
  • the inclination given to the peripheral part of the rings 14 makes it possible to give the flame at the outlet of the burner head a tulip shape as illustrated in FIGS. Figures 9 and 10 .
  • the power of the flame is at maximum while on the figure 10 she is close to the minimum.
  • the inclination given to the air / gas mixture at the outlet of the burner head allows the flame to turn towards the center of the burner.
  • the flame then warms well the container placed on the support arms 10.
  • a pot 48 of large diameter The flame then warms the bottom of this well.
  • FIG 12 a "pan wok” 50 has been shown. Such a container is almost hemispherical. We also note here that the flame warms the wall of this container.
  • the figure 13 illustrates the heating of a 52 small diameter coffee machine. Here too, thanks to the tulip shape of the flame, only the bottom of the coffeemaker is heated and the energy of the flame is not dissipated to heat the surrounding air.
  • the inclination of the peripheral portions 24 of the rings 14 also makes it possible to achieve a better attachment of flames. Indeed, the flames heat the end of the ring located above them creating a hot zone favoring the attachment and the stabilization of the flame. This hot zone is located at the edge marked by the reference 54 (cf. figures 2 and 3 ). There is such a hot zone also at the peripheral portion 38 of the diffuser cover 18. The flame thus created around the head Burner 6 is much less sensitive to a stream of air.
  • the latter is preferably recessed relative to the periphery of the rings 14. It can for example be provided, as shown for example on the figure 2 , that all the peripheral portion 24 of the rings 14 is projecting with respect to the skirt 8.
  • the angle of inclination ⁇ of the peripheral portion 24 relative to the central portion 22 of the ring, to obtain the advantages described above, is between 15 and 35 °.
  • the pins 16 and therefore the flanges 32 (or the washers 42) are preferably remote from the outer edge of the burner head. Indeed, at the edges 32 (or washers 42) turbulence may appear. To limit the noise generated by these turbulences, it is preferable that the air / gas mixture having a turbulent regime leaves the burner head with a laminar regime. This requires that the turbulence zone is far enough away from the outlet of the burner head. Preferably, the peripheral portion 24 of the rings 14 presents no obstacle. Thus a laminar regime can be established between the fold 26 and the outlet of the burner head 6, in the case where turbulence has appeared upstream.
  • a burner as described above allows modulation of the power in a ratio of 1 to 8.
  • higher power is achieved than with "conventional" burner heads.
  • the power of a burner head according to the invention with a diameter of 60 mm can be modulated from 0.5 kW to 4.2 kW while a conventional burner head of a domestic hob with a diameter of 110 mm has a maximum power of the order of 3.5 kW.
  • the power of the burner depends, of course, on the number of rings used and the area of the outlets of the air / gas mixture of the burner head 6. With a burner according to the invention, it is possible to modulate the output power of the head burner between 0.6 W / mm 2 to 5.0 W / mm 2 . Such power modulation is not possible with burner heads of the prior art.

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  • Baking, Grill, Roasting (AREA)

Description

  • La présente invention concerne une tête de brûleur pour un appareil de cuisson à gaz. Cet appareil de cuisson est par exemple une table de cuisson comportant un ou plusieurs brûleurs à gaz ou bien une cuisinière.
  • Une table de cuisson équipée de brûleurs à gaz présente généralement des pots de brûleur de tailles différentes destinés à recevoir des brûleurs dont la puissance dépend sensiblement de la taille du pot et du brûleur. Le brûleur comporte une tête de brûleur constituée d'une couronne annulaire percée d'orifices d'où sortent des flammes permettant de chauffer un récipient ou similaire. Un couvercle ferme la couronne annulaire sur une face et dirige le mélange gazeux vers les orifices où se réalise sa combustion.
  • Pour une taille de pot donnée, la variation de puissance, compte tenu des brûleurs adaptables, se fait sur une plage dans un ratio d'environ 1 à 3. Cette plage est relativement restreinte. Elle oblige à prévoir sur une même table de cuisson des pots de tailles différentes.
  • Le document US-2,235,635 révèle un brûleur à gaz pour table de cuisson dans lequel la tête de brûleur est obtenue par superposition d'anneaux plats et d'anneaux ondulés. Il est indiqué dans ce document que cette forme de réalisation permet de diminuer le coût de revient de la tête de brûleur et permet d'obtenir une bonne combustion. Elle permet également de fournir une surface périphérique extérieure de la tête de brûleur qui présente, comme les couronnes annulaires percée d'orifices classiques, une série d'orifices de petite taille alignés sur une ou plusieurs rangées. Les orifices ne sont plus circulaires mais la taille et le nombre des orifices de sortie de la tête brûleur par rapport à une tête de brûleur classique varient peu. Cette structure permet aussi, bien que non mentionné dans ce document, d'avoir pour une taille donnée une variation de puissance intéressante, plus importante que pour les brûleurs classiques évoqués plus haut. Toutefois, cette forme de réalisation d'une tête de brûleur se révèle être assez bruyante car des turbulences sont créées au niveau des anneaux ondulés. De plus, le rendement énergétique d'un tel brûleur est limité car les flammes en sortie de tête ne sont pas orientées vers la casserole, ou équivalent, à chauffer. En outre, on observe souvent avec de telles têtes de brûleur un décollement de flamme et un courant d'air peut souffler et éteindre la flamme. Enfin les anneaux, notamment les anneaux ondulés, ont tendance à se déformer lorsqu'ils sont soumis à de fortes températures. Le géométrie initiale du brûleur se modifie donc dans le temps et les performances du brûleur diminuent.
  • Le document AU-B-412372 décrit par ailleurs une tête de brûleur constituée par la superposition de deux anneaux et d'un couvercle, les anneaux présentant une partie centrale plane et une partie périphérique repliée vers le couvercle.
  • La présente invention a alors pour but de fournir une tête de brûleur améliorée dont la puissance peut varier dans une large plage pour une taille de pot donnée. Avantageusement, cette tête de brûleur permettra l'obtention d'une flamme courte et intense mais permettra également de réaliser une flamme plus longue et plus diffuse. De préférence, cette tête de brûleur sera silencieuse, aura un bon rendement énergétique, ne se déformera pas et ne sera pas sensible aux courants d'air.
  • A cet effet, la présente invention propose une tête de brûleur pour un appareil de cuisson à gaz comportant un empilement d'anneaux fermé par un couvercle.
  • Selon l'invention, les anneaux présentent une partie centrale plane et une partie périphérique repliée vers le couvercle avec un angle compris entre 15 et 35° par rapport à la partie centrale, les anneaux étant régulièrement espacés par des moyens d'espacement.
  • Cette forme de réalisation permet d'obtenir une nouvelle tête de brûleur pour une application à un appareil de cuisson tel par exemple une table de cuisson ou une cuisinière. Ici les orifices de sortie sont des fentes périphériques de surface relativement importante par rapport aux orifices de sortie des têtes de brûleurs de l'art antérieur. Cette nouvelle forme de réalisation permet d'avoir des anneaux d'épaisseur relativement faible mais présentant tout de même, grâce à la présence d'un pli, une très bonne résistance thermomécanique. L'inclinaison donnée à la partie périphérique permet aussi de donner une flamme plus stable et mieux accrochée à la tête de brûleur (sensibilité moindre aux courants d'air). De plus, par l'inclinaison donnée, la flamme est orientée vers le récipient à chauffer et permet un bon rendement énergétique. Enfin, le fait d'avoir des sorties de surface relativement importantes permet de limiter le bruit du mélange air/gaz sortant de la tête du brûleur en limitant les turbulences en sortie.
  • Dans une tête de brûleur selon l'invention, l'angle formé par la partie périphérique par rapport à la partie centrale est avantageusement compris entre 15 et 35°. Ces valeurs permettent d'obtenir une bonne résistance thermomécanique, un bon accrochage de la flamme et un bon rendement énergétique sans être bruyant.
  • Pour maintenir un espace constant entre deux anneaux voisins, des entretoises sont par exemple régulièrement réparties entre ces deux anneaux voisins.
  • Dans une forme de réalisation, on peut prévoir que les moyens d'espacement entre les anneaux font partie intégrante des anneaux. Dans ce cas, chaque anneau présente par exemple des alésages emboutis dont les bords ont été roulés pour former à chaque fois un rebord de hauteur prédéterminée.
  • Pour maintenir les anneaux en place les uns par rapport aux autres, on peut prévoir des goupilles régulièrement réparties, des alésages correspondants étant alors prévus dans chaque anneau. Les alésages coopérant avec les goupilles sont de préférence entièrement réalisés dans la partie plane de chaque anneau.
  • Les anneaux sont par exemple réalisés en acier. Dans ce cas, on peut prévoir une épaisseur d'anneau comprise entre 0,6 et 0,9 mm et un espacement entre deux anneaux voisins compris entre 0,8 et 1,2 mm.
  • La présente invention concerne également un brûleur pour appareil de cuisson à gaz, caractérisé en ce qu'il comporte une tête de brûleur telle que décrite ci-dessus, ainsi qu'un appareil de cuisson tel une table de cuisson, ou une cuisinière à gaz, caractérisé en ce qu'il comporte au moins une tête de brûleur telle que décrite ci-dessus.
  • Une table de cuisson selon l'invention est par exemple une table de cuisson comportant un support pour casseroles ou similaires qui présente des bras supports s'étendant radialement par rapport à chaque tête de brûleur, les anneaux de chaque tête de brûleur étant maintenus à l'aide de goupilles régulièrement réparties, pour chaque tête de brûleur le nombre de goupilles correspondant au nombre de bras supports, et les goupilles se trouvant face aux bras supports.
  • Des détails et avantages de la présente invention ressortiront mieux de la description qui suit, faite en référence au dessin schématique annexé représentant deux modes de réalisation d'une tête de brûleur selon l'invention et sur lequel :
    • La figure 1 est une vue en coupe montrant un brûleur équipé d'une tête de brûleur selon l'invention,
    • La figure 2 est une vue correspondant à la figure 1 et montrant à échelle agrandie la tête de brûleur selon l'invention,
    • La figure 3 est une vue correspondant à la figure 2 pour une variante de réalisation de la tête de brûleur,
    • La figure 4 est une vue en coupe du couvercle représenté sur les figures 2 et 3,
    • La figure 5 est une vue de dessus d'un anneau montré figure 2,
    • La figure 6 est une vue en coupe selon la ligne de coupe VI-VI de la figure 5,
    • La figure 7 est une vue en coupe selon la ligne de coupe VII-VII de la figure 5,
    • La figure 8 est une vue de dessus, à échelle réduite, du brûleur de la figure 1, et
    • Les figures 9 à 13 montrent en vue de côté des formes de flammes obtenues avec une tête de brûleur selon l'invention et différents récipients à chauffer.
  • La figure 1 montre un brûleur équipant un appareil de cuisson à gaz, qui est dans la présente description une table de cuisson 2. Un gaz, le plus souvent du méthane, du propane ou du butane, est mélangé à de l'air et le mélange est envoyé par une conduite d'alimentation 4 vers une tête de brûleur 6. Une jupe 8 relie la tête de brûleur 6 à la table de cuisson 2. Un support, comportant ici quatre bras supports 10, est posé sur la table de cuisson 2 et permet de maintenir une casserole, ou similaire, au-dessus de la tête de brûleur 6. Un dispositif d'allumage piézo-électrique 12 est disposé à proximité de la tête de brûleur 6 pour commander l'allumage de celle-ci.
  • La présente invention porte essentiellement sur la tête de brûleur 6. Cette dernière comporte des anneaux 14 empilés sur des goupilles 16, un couvercle diffuseur 18 ainsi qu'un chapeau 20. Les figures 5 à 7 montrent dans le détail une forme de réalisation d'un anneau 14 utilisé pour la réalisation de la tête de brûleur représentée sur la figure 2. La tête de brûleur 6 de la figure 2 comporte cinq anneaux 14 tel celui représenté sur la figure 5.
  • Chaque anneau 14 est réalisé en acier inoxydable. Il comporte une partie centrale 22 plane et une partie périphérique 24 inclinée reliée à la partie centrale 22 par un pli 26. L'angle α déterminant l'inclinaison de la partie périphérique 24 par rapport à la partie plane 22 est par exemple de 25°.
  • La partie centrale (figure 5) comporte quatre languettes 28 s'étendant, dans le plan de la partie centrale 22, radialement vers le centre de celle-ci. Au niveau de chaque languette, se trouve un trou 30 prévu pour le passage d'une goupille 16 correspondante. Dans la forme de réalisation représentée sur la figure 2 et sur les figures 5 à 7, le trou 30 est obtenu par emboutissage. Le bord du trou 30 a alors été replié pour former autour de ce trou 30 un rebord 32 de hauteur h (figure 6) prédéterminée. Cette hauteur h correspond à l'espacement que l'on souhaite laisser entre deux anneaux 14 voisins. Les languettes 28 sont prévues ici pour pouvoir éloigner les trous 30 de la partie périphérique 24.
  • La partie périphérique 24 est de largeur régulière et s'étend sans discontinuité autour de la partie centrale 22.
  • Comme montré sur la figure 1, un support est prévu pour recevoir une casserole au-dessus de la tête de brûleur 6. Ce support comporte quatre bras supports 10 qui s'étendent radialement autour de la tête de brûleur 6. Les bras supports 10 sont équirépartis autour de la tête de brûleur 6 si bien que deux bras supports 10 voisins font un angle entre eux de 90°. Comme indiqué plus haut, les anneaux 14 de la tête du brûleur 6 sont montés sur quatre goupilles 16. Ces goupilles sont elles aussi régulièrement disposées et orientées à 90° l'une de l'autre par rapport aux anneaux 14. Les goupilles 16 sont disposées de telle sorte qu'elles se trouvent face aux bras supports 10.
  • Pour réaliser la tête du brûleur 6, les goupilles 16 sont fixées sur la jupe 8 et les anneaux 14 sont alors empilés les uns sur les autres, chaque trou 30 recevant une goupille 16. Les anneaux 14 sont empilés de telle manière que la partie périphérique 24 s'éloigne de la table de cuisson 2, ou autrement dit, soit orientée vers le couvercle diffuseur 18 ou le chapeau 20.
  • Le couvercle diffuseur 18 se présente sous la forme d'un disque réalisé de préférence dans le même matériau que les anneaux 14. Ce disque présente en son centre un bossage 34 rattaché à une partie plane 36 elle-même entourée d'une partie périphérique 38 identique à la partie périphérique 24 d'un anneau 14. Le couvercle diffuseur comporte des alésages 40 dont la position correspond à la position des trous 30 des anneaux 14 de telle sorte que le couvercle diffuseur 18 puisse venir s'empiler au-dessus des anneaux 14, les alésages 40 recevant alors chacun une goupille 16. Lorsque le couvercle diffuseur 18 est en place au-dessus des anneaux 14, son bossage 34 s'étend vers l'intérieur des anneaux 14 tandis que sa partie périphérique 38 est parallèle aux parties périphériques 24 des anneaux 14.
  • Le chapeau 20 repose sur le couvercle diffuseur 18 et a ici essentiellement un rôle d'enjoliveur.
  • Dans la forme de réalisation représentée sur la figure 3, les anneaux 14 sont légèrement différents. On retrouve une structure identique avec une partie centrale 22, une partie périphérique 24, des languettes 28 et des trous 30 correspondants. La différence réside ici en ce que les trous 30 sont obtenus par perçage et non par emboutissage. On ne retrouve donc pas de rebords 32 au niveau des trous 30. Lorsque les anneaux 14 sont alors empilés les uns sur les autres à l'aide des goupilles 16, des rondelles 42 sont disposées entre deux anneaux voisins au niveau de chaque trou 30 de manière à servir d'entretoise pour maintenir un espacement constant entre deux anneaux 14 voisins.
  • Le fonctionnement de cette tête de brûleur est indiqué ci-après.
  • Un mélange air/gaz est envoyé par la conduite d'alimentation 4 vers l'intérieur de la tête de brûleur 6. Le mélange air/gaz se déplace vers le couvercle diffuseur 18, c'est-à-dire axialement par rapport aux anneaux 14. Le bossage 34 du couvercle diffuseur 18 a pour but d'aider le mélange air/gaz à passer entre les anneaux 14, c'est-à-dire à tourner à angle droit pour se déplacer dans un plan sensiblement parallèle aux parties centrales 22 des anneaux 14. Le mélange air/gaz se diffuse alors radialement par rapport aux anneaux 14 puis est guidé par les parties périphériques 24 à l'extérieur de la tête du brûleur 6, où se produit la combustion. La combustion est initiée au départ par le dispositif d'allumage 12 piézo-électrique. Par la suite, la combustion est entretenue par l'arrivée de mélange air/gaz frais.
  • La figure 8 représente une tête de brûleur 6 et les quatre bras supports 10 (en partie) en vue de dessus. Une première ligne 44 en pointillés représente le contour d'une flamme de faible puissance. Une seconde ligne 46 en pointillés représente quant à elle le contour d'une flamme de plus forte puissance. On voit ici qu'au niveau des bras supports 10, la flamme de plus forte puissance à la sortie du brûleur est en retrait. Ceci est dû à la présence des goupilles 16 ou plus précisément des rebords 32 ou des rondelles 42 (selon le mode de réalisation). Ce retrait des flammes permet de limiter l'échauffement des bras supports 10 et ainsi d'augmenter la durée de vie de ceux-ci. A faible puissance, la flamme s'étend régulièrement autour de la tête du brûleur. La présence des goupilles 16 ne la perturbe pas.
  • Le pli 26 réalisé au niveau des anneaux entre la partie centrale 22 et la partie périphérique 24 a plusieurs fonctions. Il permet tout d'abord d'augmenter la rigidité thermomécanique de l'anneau 14 correspondant. Ainsi, les déformations provoquées par l'échauffement des anneaux 14 sont fortement limitées. Pour une même variation de température et une même résistance thermomécanique, un anneau 14 présentant un pli 26 aura une épaisseur moindre qu'un anneau entièrement plan. Lorsque les anneaux sont réalisés en acier inoxydable, une épaisseur de 0,6 à 0,9 mm donne des résultats satisfaisants d'un point de vue résistance thermomécanique.
  • L'inclinaison de la partie périphérique 24 permet également d'orienter la flamme réalisée autour de la tête de brûleur 6 vers le récipient à chauffer. L'inclinaison donnée à la partie périphérique des anneaux 14 permet de donner à la flamme en sortie de tête de brûleur une forme de tulipe comme illustré sur les figures 9 et 10. Sur la figure 9, la puissance de la flamme est au maximum tandis que sur la figure 10 elle est proche du minimum. L'inclinaison donnée au mélange air/gaz à la sortie de la tête de brûleur permet à la flamme de se retourner vers le centre du brûleur. Comme illustré sur les figures 11 à 13, la flamme vient alors bien chauffer le récipient posé sur les bras supports 10. Sur la figure 11, on a représenté un faitout 48 de large diamètre. La flamme vient alors bien chauffer le fond de ce faitout. Sur la figure 12, une "wok pan" 50 a été représentée. Un tel récipient est de forme quasi hémisphérique. On remarque ici aussi que la flamme vient bien chauffer la paroi de ce récipient. La figure 13 illustre le chauffage d'une cafetière 52 de petit diamètre. Ici aussi, grâce à la forme en tulipe de la flamme, seul le fond de la cafetière est chauffé et l'énergie de la flamme n'est pas dissipée pour chauffer l'air environnant.
  • Tous ces exemples montrent que le rendement énergétique d'une tête de brûleur selon l'invention est amélioré par rapport à un brûleur de l'art antérieur.
  • L'inclinaison des parties périphériques 24 des anneaux 14 permet également de réaliser un meilleur accrochage de flammes. En effet, les flammes chauffent l'extrémité de l'anneau se trouvant au-dessus d'elles créant alors une zone chaude favorisant l'accrochage et la stabilisation de la flamme. Cette zone chaude se trouve au niveau de l'arête repérée par la référence 54 (cf figures 2 et 3). On retrouve une telle zone chaude également au niveau de la partie périphérique 38 du couvercle diffuseur 18. La flamme ainsi créée autour de la tête de brûleur 6 est beaucoup moins sensible à un courant d'air.
  • Pour éviter tout risque d'accrochage de la flamme sur la jupe 8, cette dernière est de préférence en retrait par rapport à la périphérie des anneaux 14. On peut par exemple prévoir, comme représenté par exemple sur la figure 2, que toute la partie périphérique 24 des anneaux 14 est en saillie par rapport à la jupe 8.
  • L'angle d'inclinaison α de la partie périphérique 24 par rapport à la partie centrale 22 de l'anneau, pour obtenir les avantages décrits ci-dessus, est compris entre 15 et 35°.
  • Pour limiter le bruit au niveau de la tête de brûleur 6 il est préférable d'avoir entre les anneaux 14 un flux du mélange air/gaz laminaire ou quasi laminaire. Pour obtenir un tel flux, deux paramètres entrent en ligne de compte : d'une part la forme du bossage 34 du couvercle diffuseur 18 et d'autre part l'espacement entre les anneaux 14. Ce dernier paramètre est le plus important. On a constaté qu'un espacement compris entre 0,8 et 1,2 mm donnait, pour un brûleur de table de cuisson domestique, de bons résultats. Le bossage 34 du couvercle diffuseur 18 permet quant à lui de faciliter l'introduction du mélange air/gaz entre les anneaux 14.
  • Les goupilles 16 et donc les rebords 32 (ou les rondelles 42) sont de préférence éloignés du bord extérieur de la tête de brûleur. En effet, au niveau des rebords 32 (ou rondelles 42) des turbulences peuvent apparaître. Pour limiter le bruit généré par ces turbulences, il est préférable que le mélange air/gaz ayant un régime turbulent sorte de la tête de brûleur avec un régime laminaire. Il faut pour cela que la zone de turbulence soit assez éloignée de la sortie de la tête de brûleur. De préférence, la partie périphérique 24 des anneaux 14 ne présente aucun obstacle. Ainsi un régime laminaire peut s'établir entre le pli 26 et la sortie de la tête de brûleur 6, dans le cas où des turbulences sont apparues en amont.
  • Un brûleur tel que décrit ci-dessus permet une modulation de la puissance dans un rapport de 1 à 8. De plus, on obtient des puissances plus importantes qu'avec des têtes de brûleur "classiques". Par exemple, la puissance d'une tête de brûleur selon l'invention d'un diamètre de 60 mm peut être modulée de 0,5 kW à 4,2 kW alors qu'une tête de brûleur classique d'une table de cuisson domestique d'un diamètre de 110 mm présente une puissance maximale de l'ordre de 3,5 kW.
  • La puissance du brûleur dépend bien entendu du nombre d'anneaux utilisés et de la surface des sorties du mélange air/gaz de la tête de brûleur 6. Avec un brûleur selon l'invention, il est possible de moduler la puissance en sortie de tête de brûleur entre 0,6 W/mm2 à 5,0 W/mm2. Une telle modulation de puissance n'est pas possible avec des têtes de brûleurs de l'art antérieur.
  • La présente invention ne se limite pas aux formes de réalisation décrites ci-dessus à titre d'exemple non limitatif. Elle concerne également toutes les variantes de réalisation à la portée de l'homme du métier dans le cadre des revendications ci-après.

Claims (11)

  1. Tête de brûleur (6) pour un appareil de cuisson à gaz comportant un empilement d'anneaux (14) fermé par un couvercle (18), les anneaux (14) présentent une partie centrale (22) plane et une partie périphérique (24) repliée vers le couvercle (18), et étant régulièrement espacés par des moyens d'espacement (32 ; 42),
    caractérisée en ce que l'angle (α) formé par la partie périphérique (24) par rapport à la partie centrale (22) est compris entre 15 et 35°.
  2. Tête de brûleur (6) selon la revendication 1, caractérisée en ce que des entretoises (32 ; 42) sont régulièrement réparties entre deux anneaux (14) voisins.
  3. Tête de brûleur (6) selon la revendication 1, caractérisée en ce que les moyens d'espacement (32) entre les anneaux (14) font partie intégrante des anneaux.
  4. Tête de brûleur (6) selon la revendication 3, caractérisée en ce que chaque anneau (14) présente des alésages (30) emboutis dont les bords ont été roulés pour former à chaque fois un rebord (32) de hauteur (h) prédéterminée.
  5. Tête de brûleur (6) selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisée en ce que les anneaux (14) sont maintenus à l'aide de goupilles (16) régulièrement réparties, des alésages (30) correspondants étant prévus dans chaque anneau (14).
  6. Tête de brûleur (6) selon la revendication 5, caractérisée en ce que les alésages (30) coopérant avec les goupilles (16) sont entièrement réalisés dans la partie plane (22) de chaque anneau (14).
  7. Tête de brûleur selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisée en ce que les anneaux (14) sont réalisés en acier.
  8. Tête de brûleur selon la revendication 7, caractérisée en ce que l'épaisseur des anneaux (14) est comprise entre 0,6 et 0,9 mm, et en ce que l'espacement entre deux anneaux (14) voisins est compris entre 0,8 et 1,2 mm.
  9. Brûleur pour appareil de cuisson à gaz, caractérisé en ce qu'il comporte une tête de brûleur (6) selon les revendications 1 à 8.
  10. Appareil de cuisson, caractérisé en ce qu'il comporte au moins une tête de brûleur (6) selon l'une des revendications 1 à 9.
  11. Appareil de cuisson selon la revendication 10, caractérisée en qu'elle comporte un support pour casseroles et similaires présentant des bras supports (10) s'étendant radialement par rapport à chaque tête de brûleur (6), en ce que les anneaux (14) de chaque tête de brûleur (6) sont maintenus à l'aide de goupilles (16) régulièrement réparties, en ce que pour chaque tête de brûleur (6) le nombre de goupilles (16) correspond au nombre de bras supports (10), et en ce que les goupilles (16) se trouvent face aux bras supports (10).
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