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"Brûleur à gaz"
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L'invention concerne un brûleur à gaz dans l'uel
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la tdte du brûleur néttago pour la sortie des gaz uno seot!Jn de pnnanga oonuidÓrablot1Ont plus grande que In section au 0//.., dans un rapport qui est do l'ordre de 10/1 à 60/1, do aç,,te qu'elle offre une résistance négligeable a l'égard du ptvago des gaz et quo, le flux des gaz pouvant ainsi s'écouler il Uasi- librement, il est possible de faire entraîner au voisin,o de l'injecteur, par le gaz oarburant, - gaz de ville ou gaz '.'buta- ne, ou gaz propane ou gaz naturel -, une quantité d'air ot"f fi 0 nt mont grande pour quo la combustion puisse se dérouler d'une', ma- nibre complète sans appoint d'air secondaire,
celle-ci se pro- duisant au contact d'uno toile métallique unique, ou analogue,
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ménageant les panfJago13 du gaz et :1U:rmontce au contact par des moyens de cheminée, constitues par exemple par un entrelaos de parois perpendiculaires a la toile métallique.
Dans un tel brûleur, les cloisons constituant l'entrelacs ou caillebotis, atteignent une température très élevée, en fait supérieure à celle de la toile métallique ou analogue, et la combustion se déroule sans flamme, en raison vraisemblablement du rayonnement qu'exercent lesdites cloisons sur la face externe de la toile métallique ou analogue, et le rendement calorifique est élevé, supérieur à celui dos brûleurs connus.
C'est un but de l'invention de fournir un tel brû leur qui conserve ses qualités au cours d'un long usage, malgré les variations brusques et répétées de température qui provien- nent de l'allumage et de l'extinction.
C'est également un but de l'invention de fournir un tel brûleur qui puisse Atre, de par sa construction, doté
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sans difficulté des Gartzet6rist ques qui en garantissent le
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fonctionnement prévu et ainsi permette une fabrication en sé- rie par une nain d'oeuvre non-spécialisée.
0'est encore un but de l'invention de fournir un brûleur dont le fonctionnement soit dépourvu d'aléas et qui, en particulier, ne présente pas le risque de retour de flam- me, ou prise de feu à l'injecteur, et cola sans l'adjonction d'organes supplémentaires et qui ainsi remplisse les condi- tions de sécurité qui sont exigées de tels appareils appelés à fonctionner dans les circonstances les plus diverses, fré- quemment dans une atmosphère susceptible d'être balayée par des courants d'air.
C'est encore un but de l'invention de fournir un tel brûleur dont le fonctionnement reste parfait même si l'atmosphère dans laquelle il fonctionne est chargée de pous- sière.
C'est d'une manière générale un but de l'inven- tion de fournir un brûleur propre à répondre aux exigences des utilisateurs danu les domaines les plus divers chauffa- ge dos locaux, et nota' mont des locaux industriels, chauffage d'emplacements de plein air, séchage et cuisson de peinture, décapage de peinture, chauffage d'étuves et de fours, cuisson d'aliments, notamment grilloirs et rôtissoires.
Selon l'invention, l'intimité du contact entre la toile métallique ou analogue, à la surface de laquelle se produit la combustion, d'une part, et le compartimentage cel- lulaire, à savoir la tranche interne des cloisons délimitant les moyens de cheminée, ost assurée grâce au fait que la sur- face de contact est légèrement incurvée, à concavité tournée vers l'extérieur.
Dans ces conditions, lors de la dilatation de
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la toile métallique résultant de l'élévation, do température, subséquente à l'allumage, la forme générale do la telle métal- lique reste conservée, c'est-à-dire continue à constituer une surface concave, sans zones d'inflexion, et la température du cloisonnement étant supérieure à celle de la toile, l'augmen- tation de température peut avoir pour résultat un accroisse- ment de l'application entre la toile ot le cloisonnement, le contact étant ainsi amélioré par rapport à la condition froide.
Avec un brûleur selon l'invention, on a la cer- titude que toutes les zones du cloisonnement seront à tempéra- ture élevée et que, corrélativement, la toile métallique reste en tous ses points à une température inférieure à celle du cloi- sonnement, sans qu'il se crée des zones plus chaudes.
Cette circonstance est favorable à la dispari- tion du risque de retour de flamme, les parties internes de la toile métallique restant, en toutes les zones de celle-ci, à une température suffisamment basse pour que la flanme ne puis- se se propager à l'amont de la toile métallique, bien que le brûleur présente des parties extrêmement chaudes à l'aval de la toile, à savoir en particulier les cloisons, perpendiculai- res à la toile, constitutives du compartimentage, au bénéfice de l'intensité de rayonnement procuré par le brûleur et du ren- dement calorifique atteint par celui-ci.
En raison de l'inti- mité du contact, sur toute la surface, entre le cloisonnement et la toile métallique ou analogue, la température do celle-ci est uniforme et, pour un aapectatour placé en face du brûleur, la "couleur" est la même sur toute la surface, sans plages sombres ou excessivement brillantes.
L'invention vise également un procédé pour la fabrication d'un tel brûleur, caractérisé en ce que l'incurva-
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tion tant de la toile métallique que du cloisonnement qui lui est adjacent, eut obtenue au cours d'une phase de fonctionne- ment du brûleur, par pression ou percussion exercée lorsque la toile et le compartimentage sont à température élevée, les matériaux métalliques qui les constituent présentant alors une grande malléabilité, la fabrication du brûleur pouvant ainsi être identique à celle d'un brûleur à toile métallique et com- partimentage plan.
Pratiquement, on profite du premier allumage du brûleur, nécessaire pour lo réglage de l'admission d'air, pour exécuter cotte incurvation, qui reste acquise, et stabi- lise la brûleur au point de vue de ses qualités.
L'invention sera bien comprise par la descrip- tion, qui cuit, de quelques formes do réalisation choisies à titre d'exemples. Pour cotte description, on se réfère au des- sin annexe, dans lequel - la figure 1 est une vue d'un brûleur par 1' avant, on élévation, pour une forme de réalisatoin : .- la figure 2 est une vue en coupe suivant la ligne 2-2 do lu fleure 1 ; - la figure 3 est une vue du brûleur par la face arrière ; - la figure 4 est une vue à plus grande échel- le, on coupe, de la face avant du brûleur ; - la figure 5 est une vue analogue à la figure 4, maisauivant une coupe transversale à la précédente - la figure 6 est une.- vue d'une bande constitu- tive du compartimentage ;
- la figure 7 est une vue d'une atro banda cons- titutive du compartimentage:
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-* la figure 8 est une vue analogue aux figures il 4 et 5, mais pour une autre forme de réalisation ; - la figura 9 est une vue en ooupo lonpitudina-i' le suivant la lîgno 3-9 do la figure 10, d'un brûleur selon invention, pour enooro une autre formù de rdalination - la figure 10 ost une vue on coupe trmiover. sale, suivant la liorie 10-10 de la figure 9 , - la figure 11 est une vue en ooupo suivant la ligne 11-11 de la figure 2j - la figure 12 est une vuo on élévation latérale de la partie du brûleur au voisinage do l'entrée d'air.
Le 'brûleur comporte, d'une manière générale (fig. 1 et 2), un corps 20 ot une tête 21. Le corps 20 pré- sente un collet 22 ménageant les doux fenêtres 23 et 24 d'en- trée d'air. Le gaz combustible est achemine par une buse 25, ou injoctour, terminé par uno partie effilée 26 d'où sort le jet de gaz combustible. La section du corps 20 est oroinsante dans le sens do la circulation du gaz.
Dans la forme de réali- sation représentée, la corps comporte, à partir du collet 22, une partie sensiblement cylindrique 27, puis iule partie son- siblement tronconiquo 28, et ensuite une partie 29, d'élargis- semant plus rapide dans un plan sensiblement parallèle à la face de sortie 30 du brûleur que dans un plan perpendiculaire.
Le corps 20 ménage ainsi un canal 31 qui se prolonge par la chambre 32, quelquefois appelle chambre do mélange do la tôto 21. La chambre 32 cet limitée par une paroi inclinée 33, de sorte que les sections transversales du flux gazeux sont d'aire le plus en plus réduite au fur et à masure qu'on s'éloigne du cote d'entrée du mélange dans la chambre.
La tête comporte un rebord 34 qui sert à la fixation d'un
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cadre 35. Dans la forme de réalisation représentée sur les figures 4 et 5, le oadro 35 a une section transversale se rap- prochant de la forme d'un Z avec une branche 36 en regard du rebord 34, une branche sensiblement perpendiculaire 37 et une autre branche 38 Une toile métallique 39 constituée par des fils d'un diamètre do l'ordre do 0,2 mm et formant 250 mail- les environ au cm2 est fixée audit cadre. Bien que le diamètre du fil constitutif do la toile ot la dimension des mailles aient de l'importance, Ion indications numériques n'ont pas do caractère limitatif.
Le choix des dimensions, ot leurs li- mitas, sont dictés d'une part par la condition à respecter do très faible résistance do la toile métallique au passage du flux gazeux, la différence de pression mesurée de part et d'autre do la toile ou analogue pouvant être de l'ordre du dixième de millimètre d'eau, ot, d'autre part, la finesse du fil devant ête suffisante ot les mailles suffisamment serrées pour que la toile joue son rôle efficace de pare-flamme.
En dehors dos dimensions mention ées ci-dessus, de bons résultats ont été obtenus suivant la nature du gaz utilisé avec des fils aussi fins que 0,18 mm on diamètre, et formant 465 mailles en- viron au om2, et des fils d'un diamètre de 0,4 mm formant 80 mailles environ au cm2
Pour la préparation de la toilo sur le cadre, l'invention prévoit l'application do la soudure par points suivant un modo d'exécution qu'on va maintenant définir. La toilo 39 ost découpée suivant un contour correspondant au con- tour du cadre ot lo cadre est posé sur ladite toile, (ces élé- monts pouvant alors Être placés horizontalement), ou inverse- mont la toile peut être posée sur le cadre, et en regard de la branche 36 on place un ruban métallique ou fouillard 40.
La
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branche 36, la partie marginale de la toile 39 et le feuillard 40 sont serrés entre les électrodes 41 et 42 d'une machine à souder et les points de soudure sont effectués à distance conve- nable les uns des autres. La fixation do la toile s'effectue ainsi successivement suivant les quatre côtés du cadre, de forme rectangulaire dans l'exemple décrit. Après la fixation du premier cote, on introduit le cloisonnement ou compartimen- tage 43.
Ce dernier est constitua par 1' assemblage do bnndos ou lamelles, les unes longitudinales, parallèles à un couple de cotés du cadre, les autres transversales, parallèles à 1' autre couple do côtes. Les bandes 44 (fig. 6) longitudinales, présentent des encoches 45 régulièrement espacées, sur un des bords longitudinaux, par exemple le bord interne 46.De même, les bandes do l'autre série, ici transversales, 47 (fig. 7), présentent des encoches 48 sur leur bord opposé, qui est donc le bord externe 49, L'assemblage des doux séries de bandes se fait par chevauchement, obtenant ainsi le cloison- nement 43 limitant des cellules carrées.
Co cloisonnement, do contour général rectangulaire, est placé entre la toile 39 et le cadre exterme que définissent los branches 38. Un léger in- tervalle est- ménagé entre un bord de ce cloisonnement, comme montré en 50 et la branche 37, pour permettre le libre jeu dos dilatations. Le cloisonnement ou compartimentage 43 ménage avantageusement des compartiments ou cellules carrées, la hau-
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teur des bandes, donc la hauteur du compartimentage, étant sen- siblement égale au côté du carré. D'excellents résultats ont été obtenus avec un compartimentage ménageant des cheminées ; carrées ayant un côté de 8 mm et une hauteur de 8 mm.
Cette indication n'a para un caractère absolu, le pas du réseau #devant !\ toutefois être suffisamment grand pour que l'obstacle qu'oppo..d
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cent lova parois oonatitutivos du cloisonnement, d'ailleurs placées do champ, ne provoque pas une résistance notable l'écoulement du fluide gazeux.
L'épaisseur dos bandés oonsti- tutives du cloiaonnomont bi-d.r.aat.onnax est choisie faible, dans lao m6MO but, mais suffisante toutefois pour que los ban- dos présentent In résistance mécanique ndocmoniro pour un long uongo du brt'1Jou:r, oompto tonu des températures élevées qu'ollos supportant, Le cadre 6qaipb oot posé par sa face oom- pnrbrint 10 feuillard 40, avec intorpooition d'un joint d'amituv- to ou analogue 40', contre lerebord 34 et l'assemblage pout
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ttro r6alic6 par tous moyens appropriés, par exemple par dos via 53.
Lors du premier ou d'un dos premiers allumages du brûleur, et après que la toile 39 et le compartimentage 43 ont atteint la température do régime, on exerce une lègègre
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pression sur la face externe du oompartioúntage à l'aide d'un petit barillet monté sur un axe, ou bien do légères percussions, à l'aide d'un marteau à panne arrondie. On assure ainsi tant au compartimentage qu'à la toile, laquelle est pincée sur sa périphérie, une' incurvation, tant dans le sens longitudinal que
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dans le o6 G transversal, c'cst-h-diro quu la toile initiale- ment plane prend une forme concave, tant dans un plan dirigé parallèlement aux grands côtés 52 et 53 du cadre que dans un plan dirige parallèlement aux petite cOtés 54 et 55.
Cotto dé- formation est exactement conjuguée do la déformation du com- partimentage, étant donne que c'est ootto dernière qui la pro- voque, do corto qu'on réalise une application absolument con- tinue des triches internes 46 et 56 dos bandes 44 et 47 contre la toile métallique, et cola d'un bout à l'autre des bandes.
Cette déformation, mettant à profit la malléabilité desdites
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bandes et de la toile métallique a. la température de fonction ;' nement, reste acquise apr!'s l'extinction du brûleur. Par la y suite, les déformations de la toile au lieu d'être erratique comme dans le cas d'une toile plane, c'est-à-dire do se t-' duire par des incurvations dans un sens ou dans l'autre, qat conduiraient en certains endroits b des écarts entre la toue et le compartimentage, conservent à la toile sa forme inoun\\ vde et les déformations du cloisonnement ne peuvent qu'aus". monter l'intimité du contact entre les tranches internes du \\ cloisonnement et la toile métallique.
Cotte conformation de la) toile et du cloisonnement peut se faire au cours de l'opéra- , tion prévue pour le réglage d'air initial du brûleur, qui fait appel par exemple à uno vis do turbulence comme montré en 57.
Los bords internes 46 et 56 dos bandes sont dé- coupes suivant des orans 58 et 59 respectivement, do aorte que chaque cellule 60 du compartimentage cet en communication par quatre orans avec quatre cellules adjacentes, assurant ainsi la propagation à toute la surface du brûleur de l'allu- mage réalisé en un seul point. On obtient ainsi rapidement un fonctionnerions stable du brûleur* Ces orantages ou découpures sur le bord interne des cloisons du compartimentage facilitent aussi l'incurvation do ce dernier au cours do la conformation initiale.
Lorsqu'on allume le brûleur, par exemple on pré- sentant une allumette, la flamme, qui se produit à la cellule où a lieu la présentation, se répond d'une manière quasi- instantanée à toutes les cellules. La combustion so fait d' abord ainsi suivant do petites flammes bleues qui, très rapi- dement, se décolorent et progressivement disparaissent d'une manière totale. Cotte disparition a lieu au fur ot à mesure
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do l'augmentation do la température, et la simple observation do la tête du brûleur montre, par les nuances do rouge, que les bandes constitutives du cloisonnement sont à une tempéra- turc plus élevée que la face externe de la toile.
La combus- tion se poursuit sans flamme, et le cloisonnement, en parti- culier, est porté à température très élevée, do 1'ordre de 700 à 10000 0, la zone de combustion étant limitée par 1'écran que constitue la toile métallique. La très faible résistance à la circulation du gaz sur tout son trajet à partir do l'in- jecteux, y compris au passage do la toilo, permet au jet de gaz combustible d'entraîner uno quantité d'air suffisante pour assurer sa combustion complète., On pout même par le réglage, grâce à la vis 57, obtenir l'entraînement d'une quantité d' air plus grande que celle qui correspond à la combustion com- plète, fournissant ainsi une combustion oxydante.
Une combus- tion réductrice peut également être obtenue par une limitation de l'air entraîné, Le rayonnement émanant des cloisons portées à température élevée, en accélérant considérablement la vites- se do combustion du mélange sortant de la toile, - la tempé- raturo intervenant suivant une fonction exponentielle - explique t'absence. de flamme. L'intimité et la continuité du contact entre les bords internes dos bandes du compartimentage et la toile métallique ont favorable à l'obtention d'une tem- pérature élevée pour les bandes et aussi au maintien à une température moine élovéo do la surface dos parties externes
(ou on aval) dos fils fins constitutifs de la toile métalli- quo, los parties internes (ou on amont) étant à une tempéra- turo plus basse parce que refroidies par lo mélange gazeux combustible ; la toile métallique peut ainsi jouer parfaite- mont son rôle d'arrête-flamme malgré la température relative-
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mont très élevée des bandes qui lui sont adjacentes. Aucune prise de feu à l'injooteur no se produit, même au cours d'un fonctionnement prolongé du brûleur.
La forme de la chambre 32 assure, sans qu'une chicane soit nécessaire, une alimentation de toutes les portions du brdleur, qui fournit une combustion uniforme au point de vue aurfacique et cela malgré la pression relativement faible mise en jeu pour le déplacement de la masse fluide*
Si une poussière est transportée par le fluide jusqu'à la toile métallique, elle est détruite lorsqu'elle s' engage dans une maille, on raison do la température élevée à laquelle elle est soumise. Los risques d'obturation do la gril- le étant ainsi éliminés, permettent l'utilisation d'un brûleur dans une atmosphère polluée, comme colle qui règne quelquefois dans les locaux industriels.
Dans la forme do réalisation représentée sur les figures 2 et 3, le brûleur, y compris la tète, est en fonte, et on a prévu des nervures ou ailettes 61 pour le refroidis- sement de la partie arrière, la faco interne 62 (fig. 2) do la chambre 32 contribuant au maintien d'une température basse pour les parties internes do la toile métallique,
Lorsque le brûleur est utilisé avec sa toile dis- posée dans un plan vertical ou quasi-vertical comme montré sur les figures 2 et 3, les ailettes adjacentes 61 jouent un rôle analogue à celui d'une cheminée, et le balayage par l'air con- tribue au refroidissement.
Un tel brûleur peut également être utilisé avec sa tête placée horizontalement, soit tournée vers le haut, soit tournée vers le bas,
On se réfère maintenant à la figure 8. Dans
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cotte forme do réalisation, le maintien de In toilo 39 et du compartimentage 43 est assuré par un cadre 70, à section en U avec deux branches parallèles 71 ot 72 raccordées par une bran- oho 73. La toile est recourbée périphériquomcnt de manière à former un rebord 74 ;un des quatre côtés du cadre, d'abord ou- vort pour permettre la mise en place du compartimentage, est ensuite rabattu pour l'immobilisation.
Un toi cadre pout être traité de mnnièro à incurver la toile ou analogue ainsi que le compartimentage comme dans la réalisation précédemment dé- crite.
On so réfère maintenant aux figures 9 à 12.
La lanterne 80 ménage doux largos fonôtros d' entrée d'air 81 et 82, diamétralement opposées. Sur la lanter- no est montée à coulissement une bague 83 de réglage d'entrée d'air. Cette bague présente une boutonnière 84, oblique par rapport à l'axe et qui ooopère avec la tige 85 d'une via 86 à tête 87.
La bague 83 est ouverte et présente deux rebords on regard 88 et 89, qui laissent passage à un boulon de bloca- ge 90, La figure 12 montre la bague on condition d'ouverture d'air maxile En faisant coulisser la bague dans le sens de la flèche apses desserrage du boulon 90, on restreint l'ou- verture d'entrée d'air ; la coopération de la vis 86 avec la boutonnière 84 assure un réglage précis.
La lanterno 80, qui logo l'injeotour do gaz com- bustible 91, se poursuit par unu partio convergente 92, puis une partie cylindrique 93 ot une partie divergente 94. Collo-ci se poursuit par une partie incurvée 95 se terminant par une bride 96 ou rebord qui sort à son assemblage, avec interposi- tion d'un joint 97, avec la tête de brûleur 98.
Celle-ci compor.. to une chambre intérieure 99 dont la section transversale va
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en croissant jusqu'au rebord 100 qui sort à la fixation, d'un manière analogue à ce qui a été décrit pour la forme do réal nation suivant les figures 1 à 7, d'une toile mdtalliquo 101 avec interposition d'un joint 102, surmontdo nu contact d'un compartimentage ou cloisonnement cellulaire 103, l'ensemble étant maintenu par un cadre 104, le aorrago ayant liou par l'intermédiaire do boulons ou vis introduits dans dos trout on regard,
Conformément à cetto forma do réalisation,
1. la- semble constitué par la toile 101 et le compartimene 103 s' appuie dans sa partio centrale sur une nervure 105 venue de fonderie avec le corps 106 de la tête do brûleur et paralle- le aux grands côtés du rectangle limitant l'orifice de cette dernière,
Au cours du galbage, la toile métallique 101 vient prendre appui sur le bord 107 non-coupant do la nervu- re 105 et l'ensemble de la toile métallique et du comparti- mentage présente ainsi une concavité de part et d'autre do la partie médiane, comme bien visible sur la figure 10,
les doux moitiés étant également concaves dans le sons perpendiculaire comme montré sur la figure 10,