FR2765313A1 - Bruleur a gaz a premelange total pour cuisson domestique - Google Patents
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Abstract
L'invention se rapporte à un brûleur à gaz pour cuisson domestique où on cherche à diminuer l'épaisseur des têtes de brûleurs actuelles.On atteint ce but au moyen d'un brûleur à prémélange total. On entend par prémélange total, un mélange de gaz et de la totalité de l'air nécessaire à la combustion, mélange réalisé en amont de la tête de brûleur.La figure 3 décrit un exemple de dispositif conforme à l'invention où le mélange d'air et de gaz se fait dans une chambre (1). L'air et le gaz pénètrent à pression sensiblement égale dans cette chambre par des trous calibrés (6, 9). Le rapport volumétrique souhaité pour le prémélange d'air et de gaz est sensiblement égal au rapport des sections des trous calibrés (6, 9). Le débit du prémélange est contrôlé au moyen d'un ventilateur (17) situé dans la chambre (1).
Description
Es' L'invention se rapporte à un brûleur à gaz pour cuisson domestique.
On définit par tête de brûleur, la partie du brûleur située au dessus d'un plan de cuisson. La tête de brûleur présente des orifices par
lesquels sort un mélange d'air et de gaz qu'on enflamme.
Les têtes de brûleur connues sont relativement épaisses, de l'ordre de 30 mm, et sont généralement circulaires. Ces formes ont peu évolué depuis plusieurs décennies. L'objectif de l'invention est de réaliser des têtes de brûleur moins épaisses, par exemple de l'ordre de 15 mm, que les têtes de brûleurs connues et avec une grande liberté de forme tout en
respectant les contraintes de la cuisson domestique.
Une première contrainte est de pouvoir fonctionner sur une large
plage de puissance, par exemple de 300 W à 3 kW.
Une deuxième contrainte est la possibilité pour un brûleur à s'adapter aux différents types de gaz largement commercialisés. A titre d'exemple, on peut citer les principaux gaz disponibles sur le marché français pour la cuisson domestique: le gaz naturel délivré à 20 millibars, le gaz butane délivré à 28 millibars, le gaz propane délivré à 37 millibars, le gaz de ville délivré à 8 millibars. Un brûleur conforme à l'invention s'adapte
bien à tous ces types de gaz.
Ces deux contraintes doivent être remplies avec une bonne hygiène de combustion, c'est-à-dire avec le minimum de résidus imbrûlés. et polluants Le taux maximum. admissible de résidus imbrûlés est le plus souvent défini par des normes. Un brûleur conforme à l'invention peut
respecter facilement la plupart de ces normes.
Une troisième contrainte est liée à l'utilisation de plus en plus
fréquente de tables de cuisson dont l'épaisseur est généralement de 55 mm.
Un brûleur conforme à l'invention doit donc avoir un volume suffisamment réduit pour pouvoir être intégré dans une telle table de cuisson. On peut être
amené à y intégrer par exemple 4 brûleurs.
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Une quatrième contrainte est le coût du brûleur. Ce coût doit être
en rapport avec celui des brûleurs connus.
L'objectif peut être atteint au moyen d'un brûleur conçu pour réaliser un prémélange total. On entend par prémélange, un mélange d'air et de gaz réalisé en amont de la tête de brûleur. Le prémélange est total lorsque la totalité de l'air nécessaire à la combustion est mélangé avec le gaz au moment du prémélange, contrairement aux brûleurs connus qui utilisent de l'air situé à proximité de la tête de brûleur pour compléter un
prémélange incomplet.
Le document FR 2 369 504 décrit un brûleur à prémélange total pour cuisinière à gaz o le prémélange est effectué au moyen d'un injecteur de gaz induisant de l'air dans une tuyère de venturi. Le prémélange ainsi obtenu est acheminé par un conduit coudé vers une tête de brûleur. Afin de fonctionner avec un débit veilleuse réduit, ce document prévoit deux circuits de prémélange distincts ayant chacun son injecteur, sa tuyère venturi, son conduit coudé. Un premier circuit alimente une flamme de faible puissance dite veilleuse, un deuxième circuit alimente une flamme de forte puissance dite principale. La tête de brûleur possède deux séries d'orifices séparées associée chacune à un circuit de prémélange. Cette conception de circuit de prémélange ne permet pas d'assurer un rapport volumétrique entre l'air et le gaz (ou taux d'aération) constant lorsque la puissance du brûleur varie, ce
qui est nuisible à la bonne hygiène de combustion recherchée.
Ce document évoque aussi la possibilité d'une soufflante d'air reliée à l'entrée du deuxième circuit. Cette possibilité n'est pas plus décrite dans ce document. Ce document dans son ensemble ne permet pas de répondre à l'ensemble des contraintes listées ci-dessus, contrairement aux
moyens décrits par l'invention.
Selon un premier aspect, I'invention a pour objet un brûleur à gaz pour cuisson domestique comportant: - une chambre de prémélange d'air et de gaz; - des premiers moyens fournissant le gaz à une pression Pg à travers un trou calibré à une zone de mélange de la chambre; - des seconds moyens fournissant l'air à une pression Pa à travers un trou calibré à la zone de mélange de la chambre;
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- une tête de brûleur adaptée, reliée à la chambre de prémélange; - des troisièmes moyens de contrôle du débit du prémélange; brûleur caractérisé en ce que les valeurs de Pa et Pg sont sensiblement égales et en ce que le rapport des sections des trous calibrés est sensiblement égal au rapport volumétrique souhaité pour le prémélange
d'air et de gaz.
Selon un second aspect, l'invention a pour objet un brûleur à gaz pour cuisson domestique comportant: - une chambre de prémélange d'air et de gaz; - des premiers moyens fournissant le gaz à une pression Pg à la chambre de prémélange; - des seconds moyens fournissant l'air à une pression Pa
supérieure à la pression atmosphérique à la chambre de prémélange.
- une tête de brûleur adaptée, reliée à la chambre de prémélange; brûleur caractérisé en ce qu'il comporte en outre: - une première vanne à débit variable contrôlant le débit de gaz, vanne située entre les premiers moyens et la chambre de prémélange; - une seconde vanne à débit variable contrôlant le débit d'air, vanne située entre les seconds moyens et la chambre de prémélange; -une commande coordonnée des deux vannes permettant de maîtriser en permanence le rapport volumétrique du prémélange d'air et de gaz. Selon un troisième aspect, l'invention a pour objet un brûleur à gaz pour cuisson domestique comportant: - une chambre de prémélange d'air et de gaz; - des premiers moyens fournissant le gaz à une pression Pg à la chambre de prémélange; -des seconds moyens fournissant l'air à une pression Pa à la chambre de prémélange; - une tête de brûleur adaptée, reliée à la chambre de prémélange; brûleur caractérisé en ce qu'il comporte en outre: - des troisièmes moyens de contrôle du débit du prémélange, troisièmes moyens situés dans la chambre de prémélange;
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-une vanne à débit variable contrôlant le débit du gaz, vanne situé entre les premiers moyens et la chambre de prémélange; -une commande coordonnée des troisièmes moyens et de la vanne permettant de maîtriser en permanence le rapport volumétrique du prémélange d'air et de gaz. L'invention sera mieux comprise et d'autres particularités
apparaîtront à l'aide de la description ci-après et des dessins joints o:
- les figures 1 et 2, représentent schématiquement différentes formes de tête de brûleur vues de dessus; - les figures 3 et 4, représentent schématiquement deux modes de réalisation d'un brûleur conforme à l'invention o le prémélange se fait dans une chambre à pression voisine de la pression atmosphérique. Plus précisément, la chambre représentée figure 3 comporte un ventilateur et la
chambre représentée figure 4 comporte une structure venturi.
- la figure 5, représente schématiquement un mode de réalisation d'un brûleur conforme à l'invention o le prémélange se fait au moyen de
deux vannes à débit variable commandées de façon coordonnee.
- la figure 6, représente schématiquement un mode de réalisation d'un brûleur conforme à l'invention o le prémélange se fait à l'aide d'une
vanne à débit variable et d'un ventilateur.
Dans un brûleur à prémélange total, I'absence d'air secondaire permet de réaliser une tête de brûleur avec des formes quelconques. Ainsi on peut par exemple optimiser la répartition des flammes sous une
casserole. Deux exemples de formes sont données figures 1 et 2.
La figure 1 représente en traits forts une étoile à cinq branches, les pointes de chaque branche sont reliées au centre de l'étoile. La figure 2 représente un cercle en traits forts. Ces traits forts représentés en figures 1 et 2 donnent la position des flammes de ces brûleurs. Il est bien entendu que ces deux formes ne sont données qu'à titre d'exemple pour illustrer ce qu'il est possible de réaliser avec un brûleur à prémélange total. La figure 1 montre qu'il est possible de réaliser une ligne de flammes intérieures sans nécessiter de réaliser des canaux pour faire cheminer de l'air secondaire
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vers cette ligne de flamme. Ce qui simplifie nettement la conception et la
réalisation des brûleurs conformes à l'invention.
Dans les différents modes de réalisation décrits ci-dessous, on utilisera par souci de simplicité, les mêmes repères topologiques pour désigner des objets identiques. Les figures 3, 4, 5 et 6 représentent quatre modes de réalisation d'un brûleur complet et de son alimentation en gaz de combustion. Ce gaz peut par exemple être du gaz naturel, de ville, butane ou propane. Les figures 3, 4, 5, et 6 représentent une bouteille de gaz comprimé, mais, il est bien entendu qu'un brûleur conforme à l'invention peut utiliser tous types de gaz, qu'ils soient délivrés en bouteille ou par un réseau de distribution urbain. Un premier mode de réalisation d'un brûleur conforme à lI'invention est représenté figure 3. Ce brûleur comporte une chambre de prémélange 1 représentée schématiquement par un rectangle. Cette chambre de prémélange 1 comporte trois orifices, un premier orifice 2 par lequel arrive de l'air, un deuxième orifice 3 par lequel arrive du gaz, et un troisième orifice 4 par lequel ressort le prémélange d'air et de gaz. Cette chambre de prémélange 1 est la zone o s'effectue le prémélange d'air et de gaz. Aboutissant à l'orifice 2, est représenté un canal 5 muni d'un trou calibré 6. Une flèche 7 portée par l'axe du canal 5 et dirigée vers l'orifice 2 représente la direction de l'air dans le canal 5. Dans le canal 5, en amont du trou calibré 6, I'air est à pression Pa. Avantageusement Pa est égal à la pression atmosphérique, ce qui permet de prélever l'air, directement dans l'environnement du brûleur, sans utiliser un quelconque dispositif de mise en
pression de l'air.
Aboutissant à l'orifice 3, est représenté un canal 8 muni d'un trou calibré 9. Une flèche 11 portée par l'axe du canal 8 et dirigée vers l'orifice 3 représente la direction du gaz dans le canal 8. En coupure du canal 8 on peut par exemple mettre en place une vanne de sécurité 10 fonctionnant en tout ou rien, c'est-à-dire qu'elle ne possède que deux modes de fonctionnement, un premier en ouverture complète et un second en fermeture complète. Le second mode de fonctionnement est utilisé lorsque
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le brûleur est hors fonctionnement ou lorsqu'il présente un éventuel défaut de fonctionnement, ce qui empêche un éventuel échappement du gaz. Cette vanne de sécurité 10 est représentée schématiquement par deux triangles équilatéraux ayant un sommet commun. Cette vanne 10 peut être commandée mécaniquement ou électriquement, il s'agit dans ce dernier cas d'une électrovanne. Lorsque le brûleur est en fonctionnement, la vanne de sécurité 10 est ouverte ce qui permet au gaz de pénétrer dans la chambre
de prémélange 1.
Aboutissant à l'orifice 4, est représenté un canal 12. Une flèche 13, portée par l'axe du canal 12 et dirigée en direction opposée à l'orifice 4,
représente la direction du prémélange d'air et de gaz.
En amont de la vanne de sécurité 10 et en coupure du canal 8, est représenté schématiquement un organe 14 de contrôle à une pression donnée Pg, cet organe est par exemple un détendeur mécanique ou électronique utilisant un capteur de pression décrit dans le document FR 2 720 827 et une électrovanne décrite dans le document FR 2 650 362. La fonction de cet organe est de délivrer le gaz à pression constante. En amont de cet organe 14, le canal 8 se poursuit vers une bouteille 15 de gaz comprimé, par exemple gaz butane, et son détendeur 16. Cette bouteille 15 et son détendeur 16 délivrent le gaz à une pression supérieure à la pression atmosphérique par exemple à 28 millibars au dessus de la pression
atmosphérique, dans le cas du gaz butane.
Les caractéristiques nécessaires au bon fonctionnement du dispositif sont que les sections des trous calibrés 6 et 9 soient dans un rapport sensiblement égal au rapport volumétrique souhaité pour le prémélange d'air et de gaz et que la pression de gaz Pg soit sensiblement
égale à la pression d'air Pa.
En effet, lorsque ces caractéristiques sont respectées, les débits de gaz et d'air au travers respectivement des trous calibrés 6 et 9 sont dans un rapport sensiblement égal au rapport des sections des trous calibrés et ceci dans une large plage de débit du prémélange. Le rapport des débits d'air et de gaz étant constant, le rapport volumétrique du prémélange d'air et de gaz l'est aussi à chaque instant. On peut choisir pour Pa et Pg des valeurs constantes arbitraires, et avantageusement lorsque l'air est prélevé directement à la pression atmosphérique, on choisit pour Pg une valeur
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voisine de la pression atmosphérique. Dans la pratique, pour qu'un brûleur conforme à l'invention fonctionne avec une bonne hygiène de combustion, la valeur de Pg doit être égale à la pression atmosphérique à quelques pascals
près. On rappelle que 1 millibar vaut 100 pascals.
Au repère 17 est représenté un moyen de contrôle de débit du prémélange, c'est par exemple un ventilateur ou une pompe. Il est orienté de telle sorte que l'orifice 4, par o le prémélange d'air et de gaz sort de la chambre de prémélange 1, se situe en son aval et que les orifices 2 et 3, par lesquels respectivement l'air et le gaz pénètrent dans la chambre de prémélange 1, se situent en son amont. En aval du canal 12 est représenté une tête de brûleur 18 qui effectue la combustion du prémélange d'air et de gaz à la pression atmosphérique. Lorsque le ventilateur 17 est à l'arrêt, le prémélange d'air et de gaz ne peut circuler dans le canal 12 à cause des
pertes de charges existant dans le canal 12 et dans la tête de brûleur 18.
Lorsque le ventilateur 17 est en mouvement, il crée une dépression dans la chambre de prémélange 1 en son amont, cette dépression aspire l'air par l'orifice 2 et le gaz par l'orifice 3 dans des proportions constantes et il refoule le prémélange d'air et de gaz vers le canal 12 pour alimenter la tête de brûleur 18. Le réglage du débit du prémélange d'air et de gaz dans le
brûleur se fait par ajustement de la vitesse du ventilateur 17.
Le premier mode de réalisation présente plusieurs avantages par rapport à l'art antérieur décrit ci-dessus à savoir: - le contrôle du débit du prémélange se fait en agissant sur un organe unique, le ventilateur 17; la présence de l'organe 14 de contrôle à une pression donnée en coupure du canal 8 o circule le gaz permet de s'affranchir d'éventuelles différences de pression en sortie du détendeur 16 - le ventilateur 17 placé dans la chambre de prémélange 1 permet
de bien homogénéiser le prémélange d'air et de gaz.
Un deuxième mode de réalisation d'un brûleur conforme à l'invention est représenté figure 4. Ce brûleur comporte une chambre de prémélange 40 représentée schématiquement par un rectangle. Cette chambre de prémélange 40 comporte trois orifices, un premier orifice 2 par lequel l'air pénètre dans la chambre 40, un deuxième orifice 3 par lequel du
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gaz pénètre dans la chambre 40 et un troisième orifice 4 par lequel le
prémélange d'air et de gaz ressort de la chambre 40.
Aboutissant à l'orifice 2, est représenté un canal 5. Une flèche 7 portée par l'axe du canal 5 et dirigée vers l'orifice 2 représente la direction de l'air. Aboutissant à l'orifice 3, est représenté un canal 8. Une flèche 11 portée par l'axe du canal 8 représente la direction du gaz. En coupure du canal 8 on peut par exemple mettre en place une vanne de sécurité 10 fonctionnant en tout ou rien, c'est-à-dire qu'elle ne possède que deux modes de fonctionnement, un premier en ouverture complète et un second en fermeture complète. Le second mode de fonctionnement est utilisé lorsque le brûleur n'est pas utilisé ou lorsqu'il présente un éventuel défaut de fonctionnement. Cette vanne de sécurité 10 est représentée
schématiquement par deux triangles équilatéraux ayant un sommet commun.
Cette vanne 10 peut être commandée mécaniquement ou électriquement, il
s'agit dans ce cas d'une électrovanne.
En amont de la vanne de sécurité 10 et en coupure du canal 8, est représenté schématiquement un organe 14 de contrôle à une pression donnée Pg, cet organe est par exemple un détendeur mécanique ou électronique utilisant un capteur de pression décrit dans le document FR 2 720 827 et une électrovanne décrite dans le document FR 2 650 362. La fonction de cet organe est de délivrer le gaz à pression constante. En amont de cet organe 14, le canal 8 se poursuit vers une bouteille 15 de gaz comprimé, par exemple gaz butane, et son détendeur 16. Cette bouteille 15 et son détendeur 16 délivrent le gaz à une pression supérieure à la pression atmosphérique par exemple à 28 millibars au dessus de la pression
atmosphérique, dans le cas du gaz butane.
Aboutissant à l'orifice 4, est représenté un canal 12. Une flèche 13, portée par l'axe du canal 12 et dirigée en direction opposée à l'orifice 4,
représente la direction du prémélange d'air et de gaz.
En amont du canal 5, se trouve un dispositif 41 à débit variable de mise en mouvement de l'air qui peut par exemple comporter une pompe ou
un ventilateur. Ce dispositif 41 puise l'air dans l'environnement du brûleur.
Sur la figure 4, ce dispositif est représenté schématiquement par un rectangle possédant deux orifices: un premier orifice 42 sur lequel est
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raccordé le canal 5 et un deuxième orifice 43 ouvert sur l'environnement du
brûleur. A l'intérieur du dispositif 41, le repère 44 représente un ventilateur.
Lorsque le ventilateur 44 est en mouvement, il entraîne de l'air qui pénètre dans le dispositif 41 par l'orifice 43 et ressort dans le canal 5 par I'orifice 42. Cet air suit le canal 5 pour aboutir dans la chambre 40. A l'intérieur de la chambre 40, le canal 5 se poursuit et se termine par un trou calibré 45 qui a pour effet d'accélérer l'air. La chambre comporte également un prolongement du canal 12 terminé par un trou calibré 46. Les deux trous calibrés 45 et 46 se font face. Ils ont par exemple la même section, section mesurée perpendiculairement au sens d'écoulement de l'air. Ils sont séparées par un intervalle formant une zone de prémélange 48. Cet intervalle est par ailleurs limité par un trou calibré 47 qui permet au gaz pénétrant dans la chambre 40 par l'orifice 3, d'être induit dans le courant d'air accéléré par le trou calibré 45. La section du trou calibré 47 est la section de la zone de contact entre les vaines d'air et de gaz. Ainsi, l'air se trouve mélangé au gaz dans le canal 12. La zone de prémélange 48
constitue une structure de type venturi.
Les caractéristiques nécessaires au bon fonctionnement du dispositif sont que les sections des trous calibrés 45 et 47 soient dans un rapport sensiblement égal au rapport volumétrique souhaité pour le prémélange d'air et de gaz et que la pression de gaz Pg soit sensiblement
égale à la pression d'air Pa.
En effet, lorsque ces caractéristiques sont respectées, les débits de gaz et d'air au travers respectivement des trous calibrés 47 et 45 sont dans un rapport sensiblement égal au rapport des sections des trous calibrés et ceci dans une large plage de débit du prémélange. Le rapport des débits d'air et de gaz étant constant, le rapport volumétrique du prémélange d'air et de gaz l'est aussi à chaque instant. On peut ainsi
contrôler le débit du mélange en contrôlant le débit d'air.
En aval du canal 12 est représenté une tête de brûleur 18 qui effectue la combustion du prémélange d'air et de gaz à la pression atmosphérique. Le second mode de réalisation présente plusieurs avantages par rapport à l'art antérieur décrit ci-dessus à savoir:
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- Le contrôle du débit du prémélange se fait en agissant sur un
organe unique, le ventilateur 17.
- La présence de l'organe 14 de contrôle à une pression donnée en coupure du canal 8 o circule le gaz permet de s'affranchir d'éventuelles différences de pression en sortie du détendeur 16. Un troisième mode de réalisation d'un brûleur conforme à l'invention est représenté figure 5. Ce brûleur comporte une chambre de prémélange 50 représentée schématiquement par un rectangle. Cette chambre de prémélange 50 comporte trois orifices, un premier orifice 2 par lequel l'air pénètre dans la chambre 50, un deuxième orifice 3 par lequel du gaz pénètre dans la chambre 50 et un troisième orifice 4 par lequel le prémélange d'air et de gaz ressort de la chambre 50. On peut incorporer dans cette chambre 50, des moyens d'homogénéisation du prémélange d'air et de gaz, ces moyens peuvent par exemple comporter une grille 55 représentée schématiquement en traits pointillés. Les orifices 2 et 3 sont situés d'un côté de la grille, l'orifice 4 est situé de l'autre côté. Les orifices 2
et 3 sont situés d'un côté de la grille, I'orifice 4 est situé de l'autre côté.
Aboutissant à l'orifice 2, est représenté un canal 5. Une flèche 7 portée par l'axe du canal 5 et dirigée vers l'orifice 2 représente la direction
de l'air.
Aboutissant à l'orifice 3, est représenté un canal 8. Une flèche 1 1
portée par l'axe du canal 8 représente la direction du gaz.
Aboutissant à l'orifice 4, est représenté un canal 12. Une flèche 13, portée par l'axe du canal 12 et dirigée en direction opposée à l'orifice 4,
représente la direction du prémélange d'air et de gaz.
En coupure du canal 5 se trouve une vanne 51 à débit variable.
Elle est représentée schématiquement par deux triangles équilatéraux et une flèche passant par le sommet commun des deux triangles. Cette vanne 51 peut remplir également la fonction de vanne de sécurité qui est utilisée pour fermer le circuit de gaz lorsque le brûleur présente un éventuel défaut de fonctionnement. Cette vanne 51 peut être commandée mécaniquement ou électriquement. Il s'agit dans ce dernier cas d'une électrovanne qui peut par exemple être du type modulante c'est-à-dire que l'ouverture de la vanne est une fonction linéaire de la tension de son alimentation. Cette
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électrovanne peut par exemple être aussi du type modulable. Il s'agit cette fois d'une vanne fonctionnant en tout ou rien, qui n'est ouverte que durant une fraction d'une période de temps donnée, cette fraction est liée au débit que l'on veut voir traverser la vanne. En amont de cette vanne 51, un dispositif 52 de mise en pression de l'air est représenté. C'est par exemple un compresseur. L'objectif de ce dispositif 52 est de fournir de l'air à une
pression Pa supérieure à la pression atmosphérique.
En coupure du canal 8 se trouve une vanne 53 à débit variable.
Elle est représentée comme la vanne 51. Les deux vannes 51 et 53 peuvent être du même type. En amont de la vanne 53, le canal 8 se poursuit vers
une bouteille 15 de gaz comprimé et son détendeur 16.
Cette bouteille 15 et son détendeur 16 délivrent le gaz à une pression supérieure à la pression atmosphérique par exemple à 28 millibars
au dessus de la pression atmosphérique, dans le cas du gaz butane.
Un trait pointillé 54 est représenté entre les vannes 51 et 53. Il symbolise le fait que ces deux vannes sont commandées de façon coordonnée. Ceci pour assurer un rapport volumétrique constant au prémélange réalisé dans la chambre 50. Pour simplifier la manoeuvre coordonnée de ces deux vannes, on peut prévoir un dispositif mécanique ou électrique reliant la commande de chaque vanne. L'utilisateur n'a ainsi qu'une opération à faire pour effectuer le contrôle du débit du prémélange
d'air et de gaz.
Cette opération peut par exemple être coordonnée au moyen d'un microprocesseur pilotant les deux vannes et comportant une table définissant pour chaque valeur de débit de prémélange une valeur de
commande de chaque vanne.
Le troisième mode de réalisation permet de mettre en commun le dispositif 52 de mise en pression de l'air à plusieurs brûleurs. Il permet également l'adaptation du brûleur à différents types de gaz par simple
adaptation des paramètres de la table du microprocesseur.
Un quatrième mode de réalisation d'un brûleur conforme à l'invention est représenté figure 6. Ce brûleur comporte une chambre de prémélange 60 représentée schématiquement par un rectangle. Cette chambre de prémélange 60 comporte trois orifices, un premier orifice 2 par
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lequel l'air pénètre dans la chambre 60, un deuxième orifice 3 par lequel du gaz pénètre dans la chambre 60 et un troisième orifice 4 par lequel le
prémélange d'air et de gaz ressort de la chambre 60.
Aboutissant à l'orifice 2, est représenté un canal 5. Une flèche 7 portée par l'axe du canal 5 et dirigée vers l'orifice 2 représente la direction de l'air. Dans le canal 5, l'air est à pression Pa. Avantageusement Pa est égal à la pression atmosphérique, ce qui permet de prélever l'air, directement dans l'environnement du brûleur, sans utiliser un quelconque
dispositif de mise en pression de l'air.
Aboutissant à l'orifice 3, est représenté un canal 8. Une flèche 11
portée par l'axe du canal 8 représente la direction du gaz.
Aboutissant à l'orifice 4, est représenté un canal 12. Une flèche 13, portée par l'axe du canal 12 et dirigée en direction opposée à l'orifice 4,
représente la direction du prémélange d'air et de gaz.
En coupure du canal 6 se trouve une vanne 61 à débit variable.
Elle est représentée schématiquement par deux triangles équilatéraux et une flèche passant par le sommet commun des deux triangles. Cette vanne 61 peut remplir également la fonction de vanne de sécurité qui est utilisée pour fermer le circuit de gaz. Lorsque le brûleur présente un éventuel défaut de fonctionnement. Cette vanne 61 peut être commandée mécaniquement ou électriquement. Il s'agit dans ce dernier cas d'une électrovanne qui peut par exemple être du type modulante, c'est-à-dire que l'ouverture de la vanne est une fonction linéaire de la tension de son alimentation. Cette électrovanne peut par exemple être aussi du type modulable. Il s'agit dans ce cas d'une vanne fonctionnant en tout ou rien, qui n'est ouverte que durant une fraction d'une période de temps donnée, cette fraction est liée au débit que l'on veut voir traverser la vanne. En amont de la vanne 61, le canal 8 se poursuit vers une bouteille 15 de gaz comprimé et son détendeur 16. Cette bouteille 15 et son détendeur 16 délivrent le gaz à une pression supérieure à la pression atmosphérique par exemple à 28 millibars au dessus de la
pression atmosphérique, dans le cas du gaz butane.
A l'intérieur de la chambre 60 est représenté un ventilateur 62. Il est orienté de telle sorte que l'orifice 4, par o le prémélange d'air et de gaz sort de la chambre de prémélange 1, se situe en son aval et que les orifices
13 2765313
2 et 3, par lesquels respectivement l'air et le gaz pénètrent dans la chambre
de prémélange 1, se situent en son amont. Un trait pointillé 63 relie la vanne 61 et le ventilateur 62. Il symbolise
le fait que la vanne 61 et le ventilateur 62 soit commandés de façon coordonnée. Ceci pour assurer un rapport volumique constant au prémélange d'air et de gaz réalisé dans la chambre 60. Pour simplifier la manoeuvre coordonnée de la vanne 61 et du ventilateur 62, on peut prévoir un dispositif mécanique ou électrique reliant la commande de la vanne 61 et du ventilateur 62. L'utilisateur n'a ainsi qu'une opération à effectuer pour contrôler le débit du prémélange d'air et de gaz. La commande coordonnée du ventilateur et 62 de la vanne 61 peut par exemple comporter un capteur de vitesse de rotation du ventilateur réalisé par exemple au moyen d'une sonde à effet Hall ou au moyen d'un dispositif optique comptant le nombre de tour du ventilateur 62 pendant une période donnée. La commande coordonnée peut aussi comporter un microprocesseur qui associe au moyen d'une table, la vitesse du ventilateur à une information qui commande la vanne à débit variable. La table est définie pour assurer un rapport volumétrique constant au prémélange d'air et de gaz. Le capteur de vitesse de rotation du ventilateur peut aussi être utilisée pour asservir la vitesse de
rotation du ventilateur.
En aval du canal 12 est représentée une tête de brûleur 18 qui effectue la combustion du prémélange d'air et de gaz à la pression atmosphérique. Le quatrième mode de réalisation présente plusieurs avantages par rapport à l'art antérieur décrit ci-dessus, à savoir: - Le ventilateur 62 placé dans la chambre 60 présente l'avantage
de bien homogénéiser le prémélange d'air et de gaz.
- La valeur de dépression que doit créer le ventilateur 62 est faible, on peut donc utiliser un ventilateur peu sophistiqué donc peu
onéreux.
- Lorsque la commande coordonnée comporte un microprocesseur, il est possible d'adapter le brûleur à différents types de
gaz par simple adaptation des paramètres de la table du microprocesseur.
14 2765313
Claims (15)
1. Brûleur à gaz pour cuisson domestique comportant: - une chambre de prémélange d'air et de gaz (1; 40); -des premiers moyens (14, 15, 16) fournissant le gaz à une pression Pg à travers un trou calibré (9; 47) à une zone de mélange de la chambre (1; 40); - des seconds moyens (5; 5, 41, 43, 44) fournissant l'air à une pression Pa à travers un trou calibré (6; 45) à la zone de mélange de la chambre (1; 40); - une tête de brûleur adaptée, reliée à la chambre (1; 40) de prémélange; - des troisièmes moyens (17; 44) de contrôle du débit du prémélange; brûleur caractérisé en ce que les valeurs de Pa et Pg sont sensiblement égales et en ce que le rapport des sections des trous calibrés (6, 9; 45, 47) est sensiblement égal au rapport volumétrique souhaité pour le prémélange
d'air et de gaz.
2. Brûleur selon la revendication 1 caractérisé en ce que les
valeurs de Pa et de Pg sont constantes.
3. Brûleur selon la revendication 2 caractérisé en ce que Pa est la pression atmosphérique, et en ce que Pg est sensiblement égale à la
pression atmosphérique.
4. Brûleur selon l'une des revendications précédentes caractérisé
en ce que les troisièmes moyens (17) le contrôle du débit du prémélange
sont situés dans la chambre (1) de prémélange.
5. Brûleur selon l'une des revendications 1 à 3 caractérisé en ce
que les troisièmes moyens (44) de contrôle du débit du prémélange sont
situés en amont de la chambre (40) de prémélange sur les seconds moyens.
2765313
6. Brûleur selon l'une des revendications précédentes caractérisé
en ce que les troisièmes moyens de contrôle du débit du prémélange
comportent un ventilateur.
7. Brûleur à gaz pour cuisson domestique comportant: - une chambre (50) de prémélange d'air et de gaz; - des premiers moyens (15, 16) fournissant le gaz à une pression Pg à la chambre (50) de prémélange; - des seconds moyens (52) fournissant l'air à une pression Pa
supérieure à la pression atmosphérique à la chambre (50) de prémélange.
-une tête (18) de brûleur adaptée, reliée à la chambre (50) de prémélange; brûleur caractérisé en ce qu'il comporte en outre: - une première vanne (53) à débit variable contrôlant le débit de gaz, vanne (53) située entre les premiers moyens (15,16) et la chambre de prémélange (50); - une seconde vanne (51) à débit variable contrôlant le débit d'air, vanne (51) située entre les seconds moyens (52) et la chambre de prémélange (50; -une commande coordonnée (54) des deux vannes (51, 53) permettant de maîtriser en permanence le rapport volumétrique du
prémélange d'air et de gaz.
8. Brûleur selon la revendication 7 caractérisé en ce que les
seconds moyens comportent un compresseur (52).
9. Brûleur selon l'une des revendications 7 ou 8 caractérisé en ce
que la chambre de prémélange (50) comporte des moyens
d'homogénéisation du prémélange d'air et de gaz.
10. Brûleur selon la revendication 9 caractérisé en ce que les moyens d'homogénéisation du prémélange d'air et de gaz comportent une
grille (55).
16 2765313
11. Brûleur selon l'une des revendications 7 à 10 caractérisé en
ce que la commande simultanée (54) des deux vannes (51, 53) comporte un microprocesseur.
12. Brûleur à gaz pour cuisson domestique comportant: une chambre (60) de prémélange d'air et de gaz; - des premiers moyens (15, 16) fournissant le gaz à une pression Pg à la chambre (60) de prémélange; - des seconds moyens (5) fournissant l'air à une pression Pa à la chambre (60) de prémélange; - une tête (18) de brûleur adaptée, reliée à la chambre (60) de prémélange; brûleur caractérisé en ce qu'il comporte en outre: - des troisièmes moyens (62) de contrôle du débit du prémélange, troisièmes moyens (62) situés dans la chambre de prémélange; - une vanne (61) à débit variable contrôlant le débit du gaz, vanne (61) situé entre les premiers moyens (15, 16) et la chambre de prémélange; - une commande coordonnée des troisièmes moyens (62) et de la vanne (61) permettant de maîtriser en permanence le rapport volumétrique
du prémélange d'air et de gaz.
13. Brûleur selon la revendication 12 caractérisé en ce que les troisièmes moyens de contrôle du débit du prémélange comporte un ventilateur.
14. Brûleur selon l'une des revendications 12 ou 13 caractérisé
en ce que la commande coordonnée (63) des troisièmes moyens (62) et de
la vanne à débit variable (61) comporte un microprocesseur.
15. Brûleur selon l'un des revendications 12 à 14 caractérisé en
ce que la pression Pa est la pression atmosphérique.
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