FR2546273A1

FR2546273A1 - Gas burner fed with air gas mixture

Info

Publication number: FR2546273A1
Application number: FR8308268A
Authority: FR
Inventors: Rene Granier
Original assignee: Saunier Duval Eau Chaude Chauffage SDECC SA
Current assignee: Saunier Duval Eau Chaude Chauffage SDECC SA
Priority date: 1983-05-19
Filing date: 1983-05-19
Publication date: 1984-11-23
Also published as: DE3415946A1; DE3415946C2; IT8420973A0; FR2546273B1; IT1173791B

Abstract

The gas burner fed with an air-gas mixture has a divergent-conical chamber (6) from which the mixture is distributed to a central outlet-grating (10) and to a ring (9) projecting beyond this with some apertures (11) facing downstream, others (12) facing radially inwards. An annular plate (7) at the chamber's outlet end projects radially into this; it has curved slits (8) connecting the chamber and ring. Instead of the apertures (11,12), this may have radial slots continuous across its downstream- and inside walls.

Description

L'invention concerne un brûleur à prémélange d'air et de gaz soufflé destiné notamment aux chaudières domestiques étanches du type à condensation.The invention relates to a burner with a premix of air and blown gas intended in particular for sealed domestic boilers of the condensing type.

Les brûleurs de ce type sont le plus souvent composés d'un élement cylindrique perforé, obturé à une extrémité et ouvert à l'autre) à l'intérieur duquel est admis un mélange de gaz et d'air sous pression fourni par un ventilateur placé en amont. Un tel brûleur du type radial se place à l'intérieur d'un échangeur cylindrique et pour que la flamme s'accroche oorrectement sur tout le pourtour et toute la hauteur de l'élément, il faut que la forme et la répartition des orifices de sortie du mélange gazeux soit 3udicieusement déterminés. Cela conduit dans certains cas à des réalisations coûteuses qui ne sont pas exemptes d'inconvénients notamment sur le plan du bruit dû à des vibrations qui sont provoquées par les ondes de compression émises lors de l'allumage du brûleur et qui sont entretenues par le front de flammes autour de cet élément cylin triquet du fait que la flamme est "accrochée" à la grille constituant ledit élément. Pour eviter ce phénomène il serait souhaitable que la flamme ne soit pas accrochée directement à son support ce qui parait évidemment difficile à réaliser avec l'élément cylindrique perforé dont il est question.Burners of this type are most often composed of a perforated cylindrical element, closed at one end and open at the other) inside which is admitted a mixture of gas and pressurized air supplied by a fan placed upstream. Such a radial type burner is placed inside a cylindrical exchanger and in order for the flame to catch on the entire periphery and the entire height of the element, the shape and the distribution of the orifices must be outlet of the gas mixture is 3udiciously determined. This leads in some cases to costly embodiments which are not free from drawbacks, in particular in terms of noise due to vibrations which are caused by the compression waves emitted when the burner is ignited and which are maintained by the front. of flames around this triquet cylinder element because the flame is "attached" to the grid constituting said element. To avoid this phenomenon, it would be desirable for the flame not to be attached directly to its support, which obviously seems difficult to achieve with the perforated cylindrical element in question.

Il vient alors à l'esprit d'utiliser un brûleur classique à air soufflé dont on sait que le melange gazeux sous pression sort à une certaine vitesse d'un disque perforé à partir duquel se développe la flamme. Ce brûleur convient aux chaudières de plus forte puissance dont la chambre de combustion autorise une vitesse plus élevée de sortie du melange gazeux, les produits de combustion sortent en pression, c'est-a-dire que la flamme est étirée sur une plus grande surface d'échange. It then comes to mind to use a conventional blown air burner of which it is known that the gaseous mixture under pressure exits at a certain speed from a perforated disc from which the flame develops. This burner is suitable for boilers of higher power whose combustion chamber allows a higher speed of exit of the gas mixture, the products of combustion leave under pressure, that is to say that the flame is drawn out over a larger surface. exchange.

Çe type de brûleur ne peut convenir pour une chaudibre étanche du type type à condensation dont la chambre de com- bustion est très "fermSè" par rapport aux échangeurs de type classique. This type of burner cannot be suitable for a sealed boiler of the condensing type, the combustion chamber of which is very "closed" compared to conventional exchangers.

L'invention apporte une solution efficace à ces problemes en ce qu'elle propose un brûleur torche dont la flamme n 'est pas accrochée directement à la grille de sortie du mélange gazeux et qui reste limitée à une hauteur compatible avec les dimensions d'une chambre de combustion de chaudière étanche à condensation.The invention provides an effective solution to these problems in that it provides a torch burner whose flame is not directly attached to the outlet grid of the gas mixture and which remains limited to a height compatible with the dimensions of a sealed condensing boiler combustion chamber.

Le brûleur torche selon l'invention comprend essentiellement une grille ronde constituant la sortie principale du mélange gazeux sous pression9 une couronne débordant le plan de la grille et portant des orifices orientés vers le centre de la grille ainsi que des orifices orientés vers le haut, constituant une sortie auxiliaire de mélange gazeux et une chambre conique de répartition dudit mélange à la fois vers la grille et la couronne.The torch burner according to the invention essentially comprises a round grate constituting the main outlet of the gaseous mixture under pressure9 a crown extending beyond the plane of the grate and carrying orifices oriented towards the center of the grate as well as orifices oriented upwards, constituting an auxiliary gas mixture outlet and a conical chamber for distributing said mixture both towards the grid and the crown.

Les caractéristiques particulières et avantages de 1 'inven- tion, ainsi que la fonction des éléments constitutifs de ce brûleur torche seront mieux compris à la lecture de la description suivante d'exemples non limitatifs de réalisa- tion en référence aux dessins annexés qui représentent - figure 1 : une vue en coupe du brûleur, - figure 2 : une vue en plan d'une autre variante de rea libation. The particular characteristics and advantages of the invention, as well as the function of the constituent elements of this torch burner will be better understood on reading the following description of nonlimiting exemplary embodiments with reference to the appended drawings which represent - Figure 1: a sectional view of the burner, - Figure 2: a plan view of another variant of rea libation.

Qn voit à la figure 1 ïa représentation partielle d'un echangeur cylindrique dont la nappe de tubes d'eau 1 débouche dans un anneau collecteur 2 qui repose sur un socle inférieur 3. Le brûleur torche de forme générale cylindrique se positionne comme représenté à la base de l'échangeur, l'étanchéité étant assurée par le joint 4. Qn can be seen in FIG. 1 a partial representation of a cylindrical exchanger, the sheet of water tubes 1 opens into a collecting ring 2 which rests on a lower base 3. The torch burner of generally cylindrical shape is positioned as shown in FIG. base of the exchanger, the seal being ensured by the seal 4.

I1 comprend un tube d'arrivée de mélange gazeux 5 limité à une première grille 14, se prolongeant par une chambre conique 6, cette dernière etant co9f- fée par une platine annulaire 7 qui déborde vers 1 'in- térieur-de la chambre, et qui vers l'extérieur sert de support au joint 4. Une grille 10 est tendue au centre de la platine 7 jusqu'au joint . La platine est munie sur tout son pourtour d'échancrures 8 permettant le passage du mélange gazeux à l'intérieur d'une couronne 9 qui déborde le plan de la grille. La couronne 9 porte une serie d'orifices 11 orientés vers le haut dans le sens de sortie du mélange et une série d'orifices 12 orientés latéralement vers le centre du brûleur.Enfin une bougie d'allumage 13 avec une électrode d'ionisation traverse la platine 7 et la couronne 9 et débouche à l'ex térieur de la chambre 6. I1 comprises a gas mixture inlet tube 5 limited to a first grid 14, extended by a conical chamber 6, the latter being shaped by an annular plate 7 which projects towards the interior of the chamber, and which towards the outside serves as a support for the joint 4. A grid 10 is stretched in the center of the plate 7 up to the joint. The plate is provided over its entire periphery with indentations 8 allowing the gas mixture to pass inside a ring 9 which extends beyond the plane of the grid. The crown 9 carries a series of orifices 11 oriented upwards in the direction of exit of the mixture and a series of orifices 12 oriented laterally towards the center of the burner. Finally a spark plug 13 with a cross-ionization electrode the plate 7 and the crown 9 and opens to the outside of the chamber 6.

Le brûleur fonctionne de la façon suivante
La grille 14 introduit une première perte de charge de prérépartition au mélange gazeux arrivant par le tube 5.The burner works as follows
The grid 14 introduces a first pre-distribution pressure drop to the gas mixture arriving through the tube 5.

La chambre conique 6 permet de transformer la vitesse du mélange gazeux en pression, ceci pour limiter le débit de la flamme et permettre l-a naissance de cette flamme au niveau du brûleur. Ce melange gazeux sort du brûleur par la grille 10 et à plus faible vitesse par les orifices 12 et 11. La bougie 13 allume le mélange au niveau des orifices 12 ; la flamme se transmet alors au mélange qui sort des orifices 11 qui allument le mélange ayant traversé la grille 10 à une vitesse telle que la flamme ne peut s'accrocher a la grille 10, dont on évite la surchauffe. La flamme principale ne peut s'accrocher qu'aux flammes des orifices il avec lesquelles elle forme un tore qui ne lèche ni la grille 10, ni les orifices de sortie 11.Il existe alors entre la base de la flamme et la grille un espace mort de hauteur bien déterminée, tandis que le sommet de la flamme se trouve à une hauteur telle que la différence moyenne de hauteur entre base et sommet qui est représentative d'un temps de combustion soit ajustée de telle sorte que la flamme ne puisse à aucun moment être trempée par les parois froides de l'échangeur et que le temps de combustion appelé aussi délai soit compris entre certaines valeurs connues.The conical chamber 6 makes it possible to transform the speed of the gas mixture into pressure, this in order to limit the flow rate of the flame and allow the birth of this flame at the level of the burner. This gas mixture leaves the burner through the grid 10 and at a lower speed through the orifices 12 and 11. The spark plug 13 ignites the mixture at the orifices 12; the flame is then transmitted to the mixture which leaves the orifices 11 which ignite the mixture having passed through the grid 10 at a speed such that the flame cannot cling to the grid 10, the overheating of which is avoided. The main flame can only catch on the flames of the orifices 11 with which it forms a torus which licks neither the grid 10 nor the outlet orifices 11. There then exists between the base of the flame and the grid death of a definite height, while the top of the flame is at a height such that the average difference in height between base and top which is representative of a combustion time is adjusted so that the flame cannot moment be quenched by the cold walls of the exchanger and the combustion time also called delay is between certain known values.

Les orifices 12 qui peuvent des lors, être considéres comme formant un brûleur secondaire, permettent par des dimensions appropriées de jouer sur les deux paramètres précédemment cités, et donc d'effectuer à volonté les ajustements. Dès lors les oscillations générées par la flamme lui restent propres, et ne peuvent être transmises à aucun des éléments rigides qui constituent la chaudière. La compression brutale due à l'augmentation en volume en raison de la montée rapide en température, est beaucoup plus modéree, puisque l'allumage s'effectue en trois temps.Il n'y aura pas de vibration générée par l'allumage, de sorte que l'onde de compression n'aura pas une amplitude assez forte pour s. '-entetenir et aucun élément constituant la chaudière ne pourra les transformer en ondes stationnaires.The orifices 12 which can therefore be considered to form a secondary burner, make it possible, by appropriate dimensions, to act on the two parameters mentioned above, and therefore to make adjustments as desired. Consequently, the oscillations generated by the flame remain specific to it, and cannot be transmitted to any of the rigid elements which constitute the boiler. The sudden compression due to the increase in volume due to the rapid rise in temperature, is much more moderate, since the ignition takes place in three stages. There will be no vibration generated by the ignition, so that the compression wave will not have an amplitude strong enough for s. '- maintain and no element constituting the boiler can transform them into standing waves.

Cet exemple de representation selon la figure 1 montre la disposition d'un brûleur à la base d'une chambre de combustion. I1 va de soi que 1 'invention couvre également la disposition inverse dans laquelle l'alimentation se ferait par le haut, la flamme étant alors orientée de haut en bas.This example of representation according to FIG. 1 shows the arrangement of a burner at the base of a combustion chamber. It goes without saying that the invention also covers the reverse arrangement in which the supply would be from above, the flame then being oriented from top to bottom.

La figure 2 montre une variante de réalisation de 1 'in- vention. On y retrouve les éléments précédemment décrits comme la platine 7, la couronne 9, la grille 10, la bougie 13,... Selon cette variante des fentes radiales continues 15 sont prévues a la fois sur la paroi supérieure et sur la paroi latérale intérieure de la couronne 9. A lieu d'obtenir ainsi des flammes pilotes vers le haut et des flammes latérales 12 comme dans le cas de la figure 1, on obtient à chaque fente une seule flammèche mince orientee à la fois latéralement et vers le haut, et qui joue le même rôle que les flammes indépendantes évoquées plus haut. Cette variante présente des facilités d'usinage qui peuvent la faire préférer à la précédente mais qui ne modifient en rien les caractéristiques de fonction nement du brûleur torche. Figure 2 shows an alternative embodiment of the invention. There are the elements previously described such as the plate 7, the crown 9, the grid 10, the spark plug 13, ... According to this variant continuous radial slots 15 are provided both on the upper wall and on the inner side wall of the crown 9. Instead of obtaining pilot flames upwards and lateral flames 12 as in the case of FIG. 1, there is obtained at each slot a single thin flame directed both laterally and upwards, and which plays the same role as the independent flames mentioned above. This variant has machining facilities which may make it preferable to the previous one but which in no way modify the operating characteristics of the torch burner.

Claims

Claims. 1 f Torch burner with premix of air and gas, characterized in that it comprises a conical distribution chamber (6) which distributes the gas mixture towards a central outlet grid (10) and towards a crown (9), and in that said crown extends beyond the plane of the grate, and carries orifices (11) oriented in the direction of exit of the mixture as well as orifices (12) oriented laterally towards the center of the burner.

20 / torch burner according to claim 1 character

ri-se in that the conical chamber (6) is capped

by an annular plate (7) which projects towards

inside the room.

3 / torch burner according to claim 2 characterized

in that the plate is provided around its entire periphery

notches (8) connecting the cham

conical bre (6) and the crown (9).

4 / BrQleur torch according to claim 1 characterized

in that a series of continuous radial slots (15)

are provided both on the upper wall and

on the inner side wall of the crown (9)

in place of the orifices (11) and (12).