FR3087249A1 - Dispositif de brûleur - Google Patents

Abstract

Titre : Dispositif de brûleur Dispositif de brûleur (10) pour l’exploitation thermique d’un combustible gazeux (12) comprenant un module mélangeur (14) pour former un mélange combustible du combustible gazeux (12) avec un gaz (16) contenant de l’oxygène, en particulier l’air et un module de brûleur (28) pour brûler le mélange combustible dans une zone de combustion (18), et un module de déshomogénéisation (20) qui, génère une répartition spatiale au moins pour l’essentiel non homogène, du coefficient d’air du mélange combustible dans la zone de combustion (18). Figure 2

Description

Description Titre de l'invention : Dispositif de brûleur Domaine de l’invention [0001] La présente invention se rapporte à un dispositif de brûleur pour l’exploitation thermique d’un combustible gazeux comprenant un module mélangeur pour former un mélange combustible du combustible gazeux avec un gaz contenant de l’oxygène, en particulier l’air et un module de brûleur pour brûler le mélange combustible dans une zone de combustion.

Etat de la technique [0002] On connaît déjà un tel dispositif de brûleur comportant un module mélangeur formant un mélange combustible d’un combustible gazeux et d’un gaz contenant de l’oxygène, tel que l’air ainsi qu’un module de brûleur pour le mélange combustible dans une zone de combustion. Dans ce dispositif connu, la distribution du coefficient d’air dans la zone de combustion est essentiellement homogène, ce qui se traduit par une combustion incomplète du mélange combustible dans la zone marginale de la zone de combustion car l’air ambiant refroidit plus rapidement le mélange combustible.

[0003] Exposé et avantages de l’invention [0004] La présente invention a pour objet un dispositif de brûleur pour l’exploitation thermique d’un combustible gazeux comprenant un module mélangeur pour former un mélange combustible du combustible gazeux avec un gaz contenant de l’oxygène en particulier l’air et un module de brûleur pour brûler le mélange combustible dans une zone de combustion, ce dispositif de brûleur étant caractérisé par [0005] un module de déshomogénéisation qui au moins en fonctionnement, génère une répartition spatiale au moins pour l’essentiel non homogène du coefficient d’air du mélange combustible dans la zone de combustion.

[0006] L’expression dispositif de brûleur désigne dans le présent contexte notamment au moins une partie, spécialement un sous-ensemble d’un brûleur, notamment d’un brûleur de mazout et/ou de gaz. Le dispositif de brûleur peut également former l’ensemble du brûleur notamment l’ensemble du brûleur à mazout et/ou à gaz. L’expression brûleur désigne notamment un appareil qui, dans un état de fonctionnement, permet de brûler un combustible, de préférence gazeux pour libérer l’énergie thermique du combustible et, de façon avantageuse, utiliser l’énergie thermique pour le chauffage et/ou le maintien en température d’un objet et/ou d’une zone. Le brûleur est, de préférence, sous la forme d’un chauffe-eau instantané, notamment destiné à fournir de l’eau chaude sanitaire.

[0007] Un module mélangeur désigne dans le présent contexte un module, de préférence mécanique qui, en fonctionnement, génère le mélange combustible à partir du combustible gazeux et d’un gaz contenant de l’oxygène. En particulier, le module mélangeur est installé en amont de l’unité de brûleur. L’expression technique fluidique désigne dans le présent contexte, un gaz considéré au moins le long de ses lignes de flux. De façon préférentielle, le module mélangeur comporte une entrée pour l’arrivée du combustible gazeux et du gaz contenant de l’oxygène dans le module mélangeur et au moins une sortie pour le mélange combustible évacué du module mélangeur.

[0008] De façon avantageuse, le module mélangeur est installé en amont de l’unité d’alimentation. L’expression unité d’alimentation désigne dans le présent contexte notamment une unité, en particulier, mécanique qui fournit au module mélangeur, une veine de gaz formée du combustible à l’état gazeux et du gaz contenant de l’oxygène. De manière avantageuse, l’unité d’alimentation comporte au moins un élément accélérateur pour accélérer le flux de combustible gazeux et/ou le gaz contenant de l’oxygène. L’élément accélérateur peut notamment générer une pression pour accélérer le flux de combustible gazeux et/ou le gaz contenant de l’oxygène. L’élément accélérateur est, par exemple, constitué par une buse et/ou un ventilateur et/ou un compresseur. D’une manière particulièrement avantageuse, l’unité d’alimentation comporte au moins un orifice d’aspiration ou orifice d’entrée pour aspirer le combustible gazeux et/ou le gaz contenant de l’oxygène par la dépression produite, de préférence, par la pression générée par l’élément accélérateur. De façon préférentielle, l’élément accélérateur accélère le combustible gazeux de sorte que l’orifice d’aspiration aspire le gaz contenant de l’oxygène.

[0009] En variante, l’entrée du module mélangeur comporte l’orifice d’aspiration. En particulier, l’unité d’alimentation comporte au moins un élément de conduite pour guider la veine de gaz vers l’entrée du module mélangeur. L’élément de conduite est, par exemple, au moins en partie, sous la forme d’un tube et/ou sous la forme d’un entonnoir et/ou d’une coupelle et/ou d’un demi-tube de section circulaire. L’expression au moins en partie signifie dans le présent contexte, que cela représente au moins 5%, avantageusement au moins 10%, d’une manière particulièrement avantageuse au moins 20% et d’une manière très avantageuse au moins 30%. L’élément de conduite a au moins un orifice de passage pour la veine de gaz traversant l’élément de conduite. En particulier, l’orifice de passage est une partie de l’entrée. L’élément de conduite est, notamment réalisé en une seule pièce avec le module mélangeur. L’expression en une seule pièce signifie notamment qu’il s’agit d’une liaison au moins par la matière, par exemple, par soudage, par collage, par surmoulage et/ou d’autres techniques intéressantes et/ou avantageusement à partir d’une seule pièce comme, par exemple, par la fabrication par la fonte et/ou une fabrication par un procédé d’injection à un ou plusieurs composants et avantageusement à partir d’une unique ébauche.

[0010] L’expression dispositif de brûleur désigne, dans le présent contexte, notamment un dispositif, de préférence mécanique qui brûle le mélange combustible dans la zone de combustion. De façon avantageuse, le dispositif de brûleur a au moins un élément de conduite pour diriger la veine de gaz de la sortie du module mélangeur dans la zone de combustion. De manière particulièrement préférentielle, l’autre élément de conduite a au moins un réseau de canaux. L’expression réseau de canaux désigne dans le présent contexte notamment une cavité répartie. Le réseau de canaux a, notamment, un ensemble d’entrées de canaux tournées vers un dispositif de brûleur résiduel et un ensemble de sorties de canaux tournées vers la zone de combustion.

[0011] L’expression zone de combustion désigne un volume prédéfini dans lequel le mélange combustible est à une température supérieure à la température d’allumage du mélange combustible. En particulier, la zone de combustion est délimitée en direction du dispositif de brûleur par au moins une unité de refroidissement. L’expression unité de refroidissement désigne notamment une unité qui maintient le mélange combustible dans une zone de refroidissement prédéfinie en dessous de la température d’allumage.

[0012] De manière avantageuse, l’unité de refroidissement a au moins une conduite d’agent de refroidissement pour diriger un agent de refroidissement, par exemple, de l’eau et/ ou de l’huile et/ou de l’air. De manière préférentielle, l’autre élément de conduite reçoit l’unité de refroidissement. En particulier, la zone combustible est délimitée dans la direction opposée à celle du dispositif de brûleur par l’air ambiant qui refroidit le mélange combustible. De façon préférentielle, la zone de combustion a un ensemble de parties de zones isolées les unes des autres. Notamment, les parties de zone sont respectivement associées à l’une des sorties de canal du réseau de canaux. D’une manière particulièrement préférentielle, les parties de zone sont réparties selon une forme de matrice. En variante, la zone de combustion est constituée par une seule zone cohérente.

[0013] De manière avantageuse, le dispositif de brûleur comporte au moins un élément d’allumage qui maintient la température dans la zone de combustion au-dessus de la température d’allumage par un moyen mécanique et/ou électrique. De manière avantageuse, la zone de combustion s’adapte par l’élément d’allumage. D’une manière particulièrement avantageuse, l’élément d’allumage se trouve au moins au-dessus de toutes les sorties de canaux du réseau de canaux. En particulier, l’élément d’allumage a au moins une électrode et/ou au moins un élément d’allumage piézoélectrique.

[0014] L’expression coefficient d’air désigne une grandeur sans dimension représentant le rapport entre la masse du gaz contenant l’oxygène, utilisée pour la combustion du mélange combustible par rapport à la masse de gaz contenant de l’oxygène et qui est nécessaire pour la combustion complète du mélange combustible. De façon préférentielle, le coefficient d’air a une valeur supérieure ou égale à 1 dans toute la plage de combustion. En particulier, l’unité de déshomogénéisation est au moins partiellement réalisée en une seule pièce avec le module mélangeur. L’expression au moins partiellement en une seule pièce signifie dans le présent contexte notamment qu’au moins un composant d’au moins un objet et/ou au moins un premier objet est en une seule pièce avec au moins un composant d’au moins un autre objet et/ou en une seule pièce avec au moins un autre objet. En variante, l’unité de déshomogénéisation est réalisée en une seule pièce avec l’unité d’alimentation ou l’unité de combustion. De façon préférentielle, l’unité de déshomogénéisation a au moins un élément formant blocage qui gène au moins une partie du combustible à l’état gazeux et/ou une partie du gaz contenant de l’oxygène dans son passage. De manière particulièrement préférentielle, l’élément de blocage se trouve en amont de la zone de combustion.

[0015] L’expression une distribution spatiale au moins essentiellement non homogène signifie dans le présent contexte notamment qu’un nombre de valeurs d’une grandeur qui ont une association spatiale et pour lesquelles au moins deux valeurs qui ont des attributions spatiales différentes, sont différentes et cela en particulier d’au moins 5%, et de façon avantageuse d’au moins 10% et d’une manière très avantageuse d’au moins 15%. De façon préférentielle, la différence des valeurs est supérieure aux variations des valeurs produites naturellement et qui génèrent une différence de tolérance. De façon préférentielle, les valeurs sont associées à la zone basse de la zone de combustion dans l’espace. L’expression sous-zone de la zone de combustion désigne dans le présent contexte, notamment, une partie de la zone de combustion qui est à la plus petite distance du dispositif de brûleur.

[0016] La réalisation du dispositif de brûleur selon l’invention permet notamment d’augmenter l’efficacité. De façon avantageuse, on garantit que le mélange combustible brûle complètement avant de sortir de la zone de combustion. En particulier, cela permet une adaptation avantageuse aux données géométriques. D’une manière particulièrement avantageuse, les variations du coefficient d’air peuvent être compensées, par exemple, par un changement d’application d’un autre combustible à l’état gazeux et qui, pour la combustion complète doit compenser plus ou moins le gaz contenant de l’oxygène.

[0017] Suivant une autre caractéristique, dans l’état de fonctionnement l’unité de déshomogénéisation présente dans au moins une zone marginale de la plage de combustion, un coefficient d’air du mélange combustible inférieur à une partie de la zone de combustion située plus à l’intérieur. L’expression zone marginale de la plage de combustion désigne, dans le présent contexte, notamment une zone qui est adjacente à la surface extérieure du plus petit parallélépipède géométrique qui reçoit juste pré cisément la zone de combustion. De façon préférentielle, la surface extérieure du parallélépipède est perpendiculaire à un plan d’extension principal de la zone de combustion.

[0018] L’expression plan d’extension principal de la zone de combustion signifie, dans le présent contexte, notamment un plan parallèle à la plus grande surface latérale du parallélépipède et qui passe notamment par le centre du parallélépipède. En particulier, la zone marginale a une extension moindre perpendiculairement au plan d’extension principale que le restant de la zone de combustion. L’expression zone située plus à l’intérieur de la zone de combustion désigne, dans le présent contexte, notamment une zone qui est adjacente à la zone marginale et comprend au moins le centre du parallélépipède. En particulier, la zone de combustion a au moins une zone de coin qui présente une faible extension perpendiculairement au plan d’assemblage principal, inférieur à la zone marginale. En particulier, le module de déshomogénéisation génère au moins dans une zone de coin de la zone de combustion, un coefficient d’air inférieur pour le mélange combustible, que dans la zone marginale. On évite ainsi, encore mieux, toute combustion incomplète du mélange combustible. De façon avantageuse, on accélère la combustion du mélange combustible dans la zone de coin pour compenser la moindre extension de la zone de coin perpendiculairement au plan principal d’extension. De manière avantageuse, on garantit une combustion totale du mélange combustible même pour un changement vers l’autre combustible gazeux.

[0019] Suivant une autre caractéristique, le module mélangeur a au moins une chambre de mélange et le module de déshomogénéisation, en fonctionnement, a au moins une résistance aérodynamique de la chambre de combustion, notamment l’orifice d’entrée de la chambre de mélange en influençant notamment en l’augmentant. En particulier, l’orifice d’entrée de la chambre de mélange fait partie de l’entrée du module mélangeur. De façon préférentielle, l’entrée du module mélangeur comprend tous les orifices d’entrée de toutes les chambres de mélange du module mélangeur. De façon avantageuse, la chambre mélangeuse a au moins un orifice de sortie. En particulier, l’orifice de sortie de la chambre de mélange est une partie de la sortie du module mélangeur. De façon préférentielle, la sortie du module mélangeur comprend tous les orifices de sortie de toutes les chambres de mélange.

[0020] L’expression résistance aérodynamique d’un objet et/ou d’une zone représente dans le contexte, notamment une grandeur sans dimension qui représente le rapport de la masse de combustible gazeux et/ou de gaz contenant de l’oxygène vers un objet et de la masse de combustible gazeux et/ou de gaz contenant de l’oxygène et qui sortent de l’objet et/ou de cette zone. En particulier, la résistance aérodynamique représente la résistance d’un objet et/ou d’une zone traversée par le combustible gazeux et/ou le gaz contenant de l’oxygène. De façon avantageuse, l’élément formant blocage est sur l’orifice d’entrée et/ou l’orifice de sortie. D’une manière particulièrement avantageuse, l’élément formant obstacle réduit la section de passage de l’orifice d’entrée et/ou de l’orifice de sortie. Cela permet de simplifier notamment l’obtention d’une répartition spatiale au moins pratiquement non homogène du coefficient d’air. De manière avantageuse, la quantité de la masse de combustible gazeux et/ou celle du gaz contenant de l’oxygène et qui sont disponibles pour la combustion peuvent être simplifiés. En particulier, le module de déshomogénéisation réduit avantageusement par dépression, le combustible gazeux qui continue d’arriver dans la chambre de mélange et/ou d’un gaz contenant de l’oxygène.

[0021] Suivant une autre caractéristique, le module mélangeur a au moins une autre chambre de mélange et le module de déshomogénéisation en fonctionnement, influence au moins la résistance aérodynamique de l’autre chambre de mélange, notamment l’orifice d’entrée de l’autre chambre de mélange, en particulier dans le sens de l’augmentation. De façon préférentielle, l’autre chambre de mélange est identique à la première. En variante, l’autre chambre de mélange pourrait être différente de la première chambre de mélange, en particulier, l’autre chambre de mélange pourrait avoir un orifice d’entrée réalisé différemment et/ou un autre orifice d’entrée, en particulier, pour participer à la non homogénéité de la répartition spatiale du coefficient d’air. On pourrait également envisager que l’autre chambre de mélange a un autre rayon, différent du rayon de la chambre de mélange. Cela permet notamment d’augmenter l’efficacité des composants. De manière avantageuse, la résistance aérodynamique de plusieurs chambres de mélange peut être influencée par une unique unité de déshomogénéisation.

[0022] De manière avantageuse, la résistance aérodynamique et l’autre résistance aérodynamique diffèrent au moins pour l’essentiel et cela en particulier d’au moins 5%, avantageusement d’au moins 10% et d’une manière particulièrement avantageuse, d’au moins 15%. De façon préférentielle, la différence des deux résistances aérodynamiques est supérieure à celle générée par les variations naturelles des différences de tolérance générées par les deux résistances aérodynamiques. De manière avantageuse, la chambre de mélange est sous la zone marginale et l’autre chambre de mélange est sous l’une des zones de coin. De façon particulièrement avantageuse, les sections passantes des orifices d’entrée et/ou des orifices de sortie des deux chambres de mélange sont différentes ; de préférence, le module de déshomogénéisation est au moins partiellement en une seule pièce avec le module mélangeur et les sections passantes des zones intérieures des chambres de mélange sont différentes. Cela permet en particulier d’augmenter encore plus l’efficacité des composants. De manière avantageuse, un unique module de déshomogénéisation permet d’obtenir différentes résistances aérodynamiques.

[0023] Pour améliorer encore plus le rendement des composants, il est proposé que l’unité de mélange comporte un ensemble de chambres de mélange et que le module de déshomogénéisation, dans l’état de fonctionnement, influence différemment les résistances aérodynamiques d’au moins une partie des chambres de mélange, notamment des orifices d’entrée des chambres de mélange pour les influencer différemment ; par exemple, le module de déshomogénéisation est réalisé au moins en partie en une seule pièce avec le module mélangeur et au moins une partie des chambres de mélange, ont différents diamètres ou le module de déshomogénéisation est séparé du module mélangeur et influence une entrée de l’unité de mélange. De façon avantageuse, pour l’ensemble du dispositif de brûleur on utilise un seul module de déshomogénéisation.

[0024] Suivant une autre caractéristique, le module de déshomogénéisation est en forme de diaphragme. L’expression objet en forme de diaphragme signifie dans le présent contexte qu’il s’agit d’un objet qui, dans au moins son état installé sur un autre objet, couvre au moins partiellement la surface extérieure de cet autre objet. De façon avantageuse, le module de déshomogénéisation a la forme d’un cadre. D’une manière particulièrement avantageuse, le module de déshomogénéisation a la forme d’un plateau. L’expression objet en forme de plateau signifie dans le présent contexte qu’il s’agit d’un objet à trois dimensions qui, dans le développement considéré dans un plan, présente, selon une section perpendiculaire au plan, une surface de section non circulaire et perpendiculairement au plan notamment au moins une épaisseur de matière pratiquement constante représentant moins de 50%, de préférence moins de 25% et d’une manière particulièrement préférentielle, moins de 10% de l’extension en surface de l’objet tridimensionnel, parallèlement au plan, notamment de la plus petite extension en surface de l’objet parallèlement au plan. En particulier, le module de déshomogénéisation couvre des orifices d’entrée et/ou des orifices de sortie de toutes les chambres de mélange situées sous la zone marginale, au moins en partie et laisse dégagés de préférence les orifices d’entrée et/ou les orifices de sortie de toutes les zones situées plus à l’intérieur des chambres de mélange.

[0025] De manière avantageuse, l’élément formant obstacle s’étend parallèlement au plan principal d’extension du dispositif de brûleur sur les orifices d’entrée et/ou les orifices de sortie et un module de déshomogénéisation résiduel se situe de préférence sur l’élément de conduite et/ou l’autre élément de conduite.

[0026] De manière particulièrement avantageuse, le module de déshomogénéisation a un cadre en forme de plaque avec des dents tournées vers l’intérieur et qui sont régulièrement espacées. Cela permet notamment d’améliorer l’efficacité du volume utile et de simplifier le montage. De manière avantageuse, le module de déshomogénéisation est réalisé sous la forme de plaque. D’une manière particulièrement avantageuse, le module de déshomogénéisation s’installe simplement et avec des moyens connus, par exemple, par des liaisons par vis, par collage et/ou des liaisons par enclipsage.

[0027] Suivant une autre caractéristique, le module de déshomogénéisation se trouve à une entrée du module mélangeur, notamment à l’état installé. De façon préférentielle, le module de déshomogénéisation est prévu sur tous les orifices d’entrée situés sous la zone de bord et/ou de la zone de coin. D’une manière particulièrement préférentielle, le module de déshomogénéisation est installé sur l’élément de conduite et s’étend au moins partiellement sur l’entrée du module mélangeur. De façon avantageuse, l’élément de conduite a au moins une paroi extérieure qui a tout juste encore la place de recevoir le module de déshomogénéisation. Cela permet notamment une adaptation plus efficace du coefficient d’air et un montage simplifié. De manière avantageuse, la masse du combustible gazeux qui passe et/ou celle du gaz contenant de l’oxygène sont adaptées avant de former le mélange combustible. De manière particulièrement avantageuse, on évite que le module de déshomogénéisation ne glisse pendant le montage à travers l’élément de conduite.

[0028] En particulier, le module de déshomogénéisation est réalisé en une seule partie. Cela permet notamment de simplifier encore plus le montage et d’améliorer son efficacité en coût. De manière avantageuse, on évite des étapes de montage supplémentaires pour assembler le module de déshomogénéisation à partir des différents composants. De manière très avantageuse, le module de déshomogénéisation se fabrique de manière simple et avantageuse.

[0029] Pour augmenter encore plus la souplesse et le coût économique, il est proposé d’adapter le module de déshomogénéisation à différentes compositions du gaz combustible. On pourrait également envisager que le module de déshomogénéisation présente au moins deux modes différents. De façon préférentielle, la distribution spatiale du coefficient d’air du mélange combustible dans la zone de combustion pour chacun des deux modes est au moins, pour l’essentiel, différent. Par exemple, une étape de montage peut produire un changement de mode du module de déshomogénéisation. En particulier, le module de déshomogénéisation est pliant. Le module de déshomogénéisation est interchangeable, en particulier, par un autre module de déshomogénéisation qui génère une distribution spatiale des coefficients d’air pour le mélange combustible qui diffère pour l’essentiel de la distribution spatiale du coefficient d’air du mélange combustible.

[0030] En outre, l’invention a pour objet un procédé d’exploitation thermique d’un combustible gazeux dans au moins une zone de combustion selon lequel on génère une distribution spatiale pratiquement non homogène du coefficient d’air du mélange combustible dans la zone de combustion. Cela permet d’augmenter en particulier l’efficacité. De manière avantageuse, on garantit que le mélange combustible brûle en totalité avant de sortir de la zone de combustion. D’une manière particulièrement avantageuse, des variations du coefficient d’air sont compensées, par exemple, par le changement vers une application d’un autre combustible gazeux qui est compensé pour une compensation de la combustion totale d’un gaz contenant plus ou moins d’oxygène.

[0031] Le dispositif de brûleur n’est pas limité à l’application et à la forme de réalisation décrite. En particulier, le dispositif de brûleur peut avoir un nombre d’éléments distincts de composants et de modules différents du nombre de ces éléments évoqués ci-dessus.

Présentation des dessins [0032] La présente invention sera décrite ci-après, de manière plus détaillée à l'aide d’un exemple de chauffe-eau instantané, représenté dans les dessins annexés dans lesquels :

[0033] [fig. 1] représentation schématique d’un chauffe-eau instantané comportant un dispositif de brûleur, [0034] [fig.2] représentation schématique en vue inclinée de dessous d’une partie du dispositif de brûleur, [0035] [fig.3] représentation schématique en vue de dessous d’une partie du dispositif de brûleur, [0036] [fig.4] vue en coupe schématique du dispositif de brûleur, [0037] [fig.5] représentation schématique d’une unité d’inomogénéisation du dispositif de brûleur, et [0038] [fig.6] ordinogramme du procédé exécuté par le dispositif de brûleur.

[0039] Description du mode de réalisation de l’invention [0040] La figure 1 montre un chauffe-eau instantané 36 selon une représentation schématique. Le chauffe-eau instantané 36 comporte au moins un dispositif de brûleur

10. Le dispositif de brûleur 10 exploite thermiquement un combustible gazeux 12. Pour l’exploitation thermique du combustible gazeux 12, le dispositif de brûleur 10 brûle un mélange combustible formé du combustible gazeux 12 et d’un gaz contenant de l’oxygène 16. Le gaz contenant de l’oxygène 16 est de l’air.

[0041] De façon préférentielle, le chauffe-eau instantané 36 a au moins une unité de conduite de fluide 44 pour guider un fluide 46. De manière préférentielle, le fluide 46 est de l’eau et/ou un caloporteur. De façon préférentielle, le chauffe-eau instantané 36 a au moins un échangeur de chaleur 48, notamment pour échanger la chaleur générée au moins en partie par la combustion du combustible gazeux 12 avec le fluide 46. De façon préférentielle, le chauffe-eau instantané 36 a au moins un canal d’évacuation 50 notamment pour évacuer le mélange de gaz combustible au moins partiellement brûlé. De façon préférentielle, l’échangeur de chaleur 48 est situé entre le dispositif de brûleur 10, notamment un élément d’allumage 26 du dispositif de brûleur 10 et le canal d’évacuation 50. Le chauffe-eau instantané 36 comporte un boîtier 52, notamment pour protéger le dispositif de brûleur 10 et/ou un utilisateur. Le chauffe-eau instantané 36 a une unité d’entraînement de fluide 54, par exemple, une pompe et/ou un compresseur pour le transfert du fluide 46 à travers le chauffe-eau instantané 36. Le chauffe-eau instantané 36 a au moins une interface d’utilisateur 56 pour commander le chauffe-eau instantané 36, en particulier par l’utilisateur. Le dispositif de brûleur 10 a une unité de refroidissement 58, notamment pour refroidir le mélange combustible avec le fluide 46.

[0042] La figure 2 et la figure 3 montrent une partie du dispositif de brûleur 10 selon des vues schématiques plus détaillées. La figure 2 est une vue de dessous, inclinée du dispositif de brûleur 10. La figure 3 est une vue de dessous du dispositif de brûleur 10. Les expressions dessus et dessous correspondent à des directions pour le montage du dispositif de brûleur 10. La figure 4 est une vue en coupe du dispositif de brûleur 10 ; la coupe est faite le long de la ligne A-A représentée à la figure 3.

[0043] Le dispositif de brûleur 10 a une unité d’alimentation 74. L’unité d’alimentation 74 a un ensemble d’éléments accélérateurs 82,84 parmi lesquels, pour des raisons de clarté des dessins, seul un élément accélérateur 84 et un autre élément accélérateur 82 portent des références. Des éléments accélérateurs 82, 84 accélèrent le combustible gazeux 12 en direction d’un dispositif de brûleur résiduel. Les éléments accélérateurs 82, 84 sont réalisés sous la forme de buse. En variante, les éléments accélérateurs 82, 84 peuvent être réalisés sous la forme de ventilateurs et/ou de compresseurs. L’unité d’alimentation 74 a plusieurs orifices d’aspiration 95 parmi lesquels, pour des raisons de clarification, seul un orifice d’aspiration 95 est référencé. Les orifices d’aspiration 95 accélèrent le gaz contenant de l’oxygène 16 en utilisant la dépression en direction du dispositif combustible résiduel. La dépression est générée par le passage du combustible gazeux 12. L’unité d’alimentation 74 a un élément de conduite 40. L’élément de conduite 40 est pratiquement réalisé sous la forme d’un tube semi-circulaire.

L’élément de conduite 40 a un grand nombre d’évidements ou de découpes 86, 87 dont seule la découpe 86 et un autre évidement ou découpe 87 portent des références pour des raisons de clarté.

[0044] Le dispositif de brûleur 10 a un module mélangeur 14. Le module mélangeur 14 génère le mélange combustible. Le module mélangeur 14 a un ensemble de chambres de mélange 70, 72 identiques parmi lesquelles, pour des raisons de clarté du dessin, seule une chambre de mélange 72 et une autre chambre de mélange 70 portent des références numériques. Les chambres de mélange 70, 72 sont réparties sous la forme d’une matrice. Dans la suite on limitera la description à la chambre de mélange 72 et à l’autre chambre de mélange 70. La chambre de mélange 72 a une forme de cylindre creux. La chambre de mélange 72 a un orifice d’entrée 60. L’orifice d’entrée 60.

L’orifice d’entrée 60 forme l’extrémité du tuyau de la chambre de mélange 72. L’évidement ou la découpe 86 de l’élément de conduite 40 relie l’orifice d’entrée 60 à une unité d’alimentation résiduelle. En fonctionnement, le combustible gazeux 12 et le gaz contenant de l’oxygène 16 traversent l’orifice d’entrée 60 pour arriver dans la chambre de mélange 72. La chambre de mélange 72 a un orifice de sortie 62. L’orifice de sortie 62 forme une autre extrémité de tube à l’opposé de la précédente extrémité de tube pour la chambre de mélange 72.

[0045] L’élément accélérateur 84 accélère le combustible gazeux 12 en direction de la chambre de mélange 72. L’autre élément accélérateur 82 accélère le combustible gazeux 12 en direction de l’autre chambre de mélange 70. Le combustible gazeux qui s’écoule en direction des chambres de mélange 70, 72 génère une dépression qui aspire le gaz contenant de l’oxygène 16 à travers les orifices d’aspiration 95 et le fait arriver dans les chambres de mélange 70, 72.

[0046] En fonctionnement, le combustible gazeux 12 s’écoule et le gaz 16 contenant de l’oxygène sort de l’orifice de sortie 62 de la chambre de mélange 72. L’autre chambre de mélange 70 a un autre orifice d’entrée 64. L’autre découpe 87 de l’élément de conduite 40 relie l’autre orifice d’entrée 64 au restant de l’unité d’alimentation. L’autre chambre de mélange 70 a un autre orifice de sortie 66. Cette autre chambre de mélange 70 est identique à la chambre de mélange 72, c’est pourquoi la description de l’autre chambre de mélange 70 ne sera pas développée. En variante, l’autre chambre de mélange 70 peut avoir un rayon différent du rayon (non indiqué) de la chambre de mélange 72.

[0047] Le dispositif de brûleur 10 a un module de brûleur 28. Le module de brûleur 28 a une zone de combustion 18. Le module de brûleur 28 brûle le mélange combustible dans la zone de combustion 18. En fonctionnement, le mélange combustible dans la zone de combustion 18 a une température supérieure à la température d’allumage du mélange combustible. La zone de combustion 18 a de nombreuses zones partielles 68 isolées les unes des autres et parmi lesquelles, pour des raisons de clarté, seule une zone partielle 68 porte une référence. En variante, la zone de combustion 18 pourrait être réalisée comme zone cohérente. La zone de combustion 18 a une zone marginale 22. La zone marginale 22 est à la limite de la surface extérieure du plus petit parallélépipède géométrique (non représenté) qui reçoit complètement la zone de combustion 18. La zone marginale 22 a quatre zones de coin 69 et quatre zones de côté 80. Pour des raisons de simplification, seule une zone de coin 69 et une zone de côté 80 portent une référence.

[0048] La chambre de mélange 72 et l’autre chambre de mélange 70 se trouvent sous la zone marginale 22. La chambre de mélange 72 est sous la zone de coin 69. L’autre chambre de mélange 70 est sous la zone de côté 80. Le module de brûleur 28 a un autre élément de conduite 42. Cet autre élément de conduite 42 guide le mélange combustible entre le module mélangeur 14 et la zone de combustion 18. L’autre élément de conduite 42 reçoit l’unité de refroidissement 58. L’autre élément de conduite 42 a un réseau de canaux 96. Le mélange combustible sortant de la sortie 32 du module mélangeur 14 passe dans le réseau de canaux 96 pour arriver à la zone de combustion 18. L’autre élément de conduite 42 a une découpe 78 et une autre découpe 76. La découpe 78 relie l’orifice de sortie 62 à la zone de combustion 18. L’autre évidement 78 relie l’autre orifice de sortie 66 à la zone de combustion 18.

[0049] Le dispositif de brûleur 10 a un module de déshomogénéisation. Le module de déshomogénéisation 20. Le module de déshomogénéisation 20 est représenté à l’état non assemblé à la figure 5. Le module de déshomogénéisation 20 génère, dans un état de fonctionnement, une répartition spatiale essentiellement non homogène du coefficient d’air du mélange combustible dans la zone de combustion 18. Le module de déshomogénéisation 20 génère en fonctionnement, dans la zone marginale 22 de la zone de combustion 18, un coefficient d’air du mélange combustible inférieur à celui d’une zone située plus à l’intérieur (cette zone n’est pas représentée) de la zone de combustion 18. Le module de déshomogénéisation 20 génère, en fonctionnement, dans les zones de coin 69 de la zone de combustion 18, un coefficient d’air du mélange combustible inférieur à celui dans les zones de côté 80. En variante, le module de déshomogénéisation 20 génère un coefficient d’air uniforme dans toute la zone marginale 22. Le module de déshomogénéisation 20 influence en fonctionnement, la résistance aérodynamique de la chambre de mélange 72. Le module de déshomogénéisation 20 influence en fonctionnement la résistance aérodynamique de l’orifice d’entrée 60. En variante, le module de déshomogénéisation 20 peut influencer la résistance aérodynamique dans la chambre de mélange 72 et/ou la résistance aérodynamique de l’orifice de sortie 62.

[0050] En fonctionnement, le module de déshomogénéisation 20 influence la résistance aérodynamique de l’autre chambre de mélange 70. La résistance aérodynamique et cette autre résistance aérodynamique diffèrent essentiellement l’une de l’autre. Le module de déshomogénéisation 20 influence en fonctionnement les résistances aérodynamiques d’une partie des chambres de mesure 70, 72 pour les rendre différentes. En fonctionnement, le module de déshomogénéisation 20 influence les résistances aérodynamiques de toutes les chambres de mélange 70, 72 sous la zone marginale 22. Le module de déshomogénéisation 20 en fonctionnement influence la résistance aérodynamique de toutes les chambres de mélange 72 sous les zones de coin 69 pour les rendre différentes des résistances aérodynamiques de toutes les chambres de mélange 70 sous les zones de côté 80.

[0051] Le module de déshomogénéisation 20 est en forme de diaphragme. Le module de déshomogénéisation 20 est réalisé comme un cadre. Le module de déshomogénéisation est en métal. En variante, le module de déshomogénéisation 20 pourrait comporter une matière synthétique et/ou un polymère. Le module de déshomogénéisation 20 est en forme de plaque. Le module de déshomogénéisation 20 est à l’entrée 30 du module de mélangeur 14. En variante, le module de déshomogénéisation 20 pourrait être dans une zone interne (non représentée) de l’unité mélangeuse 14 et/ou à la sortie 32 de l’unité mélangeuse 14. Le module de déshomogénéisation 20 se trouve à l’orifice d’entrée 60 des chambres de mélange 70, 72.

[0052] Le module de déshomogénéisation 20 comporte un élément formant obstacle 24. L’élément formant obstacle 24 couvre une partie des orifices d’entrée 60, 64 des chambres de mélange 70, 72. Le module de déshomogénéisation 20 est prévu sur l’élément de conduite 40. En variante, le module de déshomogénéisation 20 pourrait être prévu exclusivement au niveau des orifices d’entrée 60 des chambres de mesure 70, 72. Le module de déshomogénéisation 20 est réalisé en une seule pièce. En variante, l’élément formant obstacle 24 pourrait être réalisé de façon amovible par rapport au restant du module de déshomogénéisation 20. On pourrait également envisager de réaliser le module de déshomogénéisation 20 en une seule pièce avec l’unité de mélange 14.

[0053] Le module de déshomogénéisation 20 s’adapte aux différentes compositions du combustible gazeux 12. Le module de déshomogénéisation 20 peut être remplacé. Le module de déshomogénéisation 20 est monté sur l’élément de conduite 40 par des vis dé vis sables 34 parmi lesquelles pour des raisons de clarté, seule une vis 34 porte une référence. En variante, le module de déshomogénéisation 20 peut être fixé par des liaisons collées et/ou des liaisons par enclipsage sur l’élément de conduite 40. Le module de déshomogénéisation 20 peut notamment être remplacé par un autre module de déshomogénéisation (non représenté) qui a d’autres répartitions spatiales du coefficient d’air du mélange combustible qui diffère essentiellement de la répartition spatiale des coefficients d’air du mélange combustible. On pourrait également envisager que le module de déshomogénéisation 20 présente un ensemble de modes différents qui génèrent respectivement des distributions spatiales différentes du coefficient d’air du mélange combustible dans la zone de combustion 18. A titre d’exemple, l’élément formant obstacle 24 pourrait être pliant pour modifier le mode.

[0054] La figure 6 montre l’ordinogramme d’un procédé 38 d’exploitation thermique du combustible gazeux 12 dans la zone de combustion 18 avec le dispositif de brûleur 10. Selon le procédé 38, on génère une répartition spatiale essentiellement non homogène des coefficients d’air du mélange combustible dans la zone de combustion 18. Dans l’étape d’alimentation 100, l’unité d’alimentation 74 génère un flux gazeux de combustible à l’état gazeux 12 et du gaz 16 contenant de l’oxygène vers l’entrée 30 de l’unité de mélange 14. Dans l’étape finale d’entrée 110, le flux gazeux est guidé par l’élément de conduite 40 sur l’entrée 30 du module mélangeur 14. Le flux gazeux passe les orifices d’entrée 60, 64 des chambres de mélange 70, 72. Les orifices d’entrée 60, 64 prévus sous la zone de bord 22 influencent l’élément formant obstacle 24 du module de déshomogénéisation 20 pour le flux gazeux. L’étape d’entrée 110 suit notamment l’étape d’alimentation 100. Dans une étape de mélange 120, on forme le mélange combustible dans les chambres de mélange 70, 72. L’étape de mélange 120 suit notamment l’étape d’entrée 110. Dans l’étape de sortie 130, la veine de gaz traverse les orifices de sortie 62, 66 des chambres de mélange 70, 72. La veine de gaz est guidée par l’autre élément de conduite 42 vers la zone de combustion 18. L’étape d’attaque 130 suit notamment l’étape de mélange 120. Dans l’étape de combustion 140, on brûle le mélange combustible dans la zone de combustion 18. Dans une zone marginale 22 de la zone de combustion 18, le mélange combustible a un coefficient d’air inférieur à celui d’une zone située plus à l’intérieur (zone non représentée). L’étape de combustion 140 est suivie notamment par l’étape d’expulsion 130.

[0055] NOMENCLATURE DES ELEMENTS PRINCIPAUX [0056] 10 Dispositif de brûleur [0057] 12 Combustible gazeux [0058] 16 Gaz contenant de 1 ’ oxygène [0059] 18 Zone de combustion [0060] 20 Module de déshomogénéisation [0061] 22 Zone marginale [0062] 24 Elément formant obstacle [0063] 28 Module de brûleur [0064] 40 Elément de conduite [0065] 46 Eluide à chauffer/fluide caloporteur [0066] 48 Echangeur de chaleur [0067] 50 Conduit d’évacuation [0068] 52 Boîtier [0069] 54 Unité d’entraînement de fluide/pompe [0070] 56 Interface d’utilisateur [0071 ] 58 Unité de refroidissement [0072] 60 Orifice d’entrée [0073] 62 Orifice de sortie [0074] 69 Zone de coin [0075] 72 Chambre de mélange [0076] 74 Unité d’alimentation [0077] 80 Zone de côté [0078] 82, 84 Eléments accélérateurs/buses [0079] 86, 87 Découpes [0080] 95 Orifice d’aspiration

Claims (1)

1. Revendications [Revendication 1] Dispositif de brûleur (10) pour l’exploitation thermique d’un combustible gazeux (12) comprenant un module mélangeur (14) pour former un mélange combustible du combustible gazeux (12) avec un gaz (16) contenant de l’oxygène en particulier l’air et un module de brûleur (28) pour brûler le mélange combustible dans une zone de combustion (18), dispositif de brûleur caractérisé par un module de déshomogénéisation (20) qui au moins en fonctionnement, génère une répartition spatiale au moins pour l’essentiel non homogène du coefficient d’air du mélange combustible dans la zone de combustion (18). [Revendication 2] Dispositif de brûleur (10) selon la revendication 1, caractérisé en ce que le module de déshomogénéisation (20) est conçu pour générer, dans au moins une zone marginale (22) de la zone de combustion (18), un coefficient d’air du mélange combustible, inférieur à au moins celui d’une autre plage de la zone de combustion (18) située plus à l’intérieur. [Revendication 3] Dispositif de brûleur (10) selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que le module mélangeur (14) comporte au moins une chambre de mélange (72) et le module de déshomogénéisation (20) influence en fonctionnement, au moins la résistance aérodynamique de la chambre de mélange (72). [Revendication 4] Dispositif de brûleur (10) selon la revendication 3, caractérisé en ce que le module mélangeur (14) comporte au moins une autre chambre de mélange (70) et le module de déshomogénéisation (20) en fonctionnement, influence au moins la résistance aérodynamique de l’autre chambre de mélange (70). [Revendication 5] Dispositif de brûleur (10) selon la revendication 4, caractérisé en ce que la chambre de mélange (72) et l’autre chambre de mélange (70) ont une résistance aérodynamique différente. [Revendication 6] Dispositif de brûleur (10) selon l’une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le module mélangeur (14) a un ensemble de chambres de mélange (70, 72) et le module de déshomogénéisation (20) est conçu pour influencer différemment la résistance aérodynamique une partie des chambres de mélange (70, 72). [Revendication 7] Dispositif de brûleur (10) selon l’une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le module de déshomogénéisation (20) est en forme de diaphragme.

   [Revendication 8] [Revendication 9] [Revendication 10] [Revendication 11] [Revendication 12]

   Dispositif de brûleur (10) selon la revendication 7, caractérisé en ce que le module de déshomogénéisation (20) est à l’entrée (30) du module mélangeur (14).

   Dispositif de brûleur (10) selon l’une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le module de déshomogénéisation (20) est réalisé en une seule partie.

   Dispositif de brûleur (10) selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le module de déshomogénéisation (20) est conçu pour s’adapter à différentes compositions du combustible gazeux (12).

   Chauffe-eau instantané (36) comportant au moins un dispositif de brûleur (10) selon l’une quelconque des revendications 1 à 10, pour l’exploitation thermique d’un combustible gazeux (12) comprenant un module mélangeur (14) pour former un mélange combustible du combustible gazeux (12) avec un gaz (16) contenant de l’oxygène, en particulier l’air et un module de brûleur (28) pour brûler le mélange combustible dans une zone de combustion (18), et un module de déshomogénéisation (20) est conçu pour générer une répartition spatiale au moins pour l’essentiel non homogène du coefficient d’air du mélange combustible dans la zone de combustion (18).

   Procédé (38) d’exploitation thermique d’un combustible gazeux (12) dans au moins une zone de combustion (18), notamment avec un dispositif de brûleur (10) selon l’une des revendications 1 à 10, conçu pour générer une répartition spatiale du coefficient d’air du mélange combustible avec une répartition spatiale essentiellement non homogène dans la zone de combustion (18).