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Patent 2707274 Summary

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Claims and Abstract availability

Any discrepancies in the text and image of the Claims and Abstract are due to differing posting times. Text of the Claims and Abstract are posted:

  • At the time the application is open to public inspection;
  • At the time of issue of the patent (grant).
(12) Patent: (11) CA 2707274
(54) English Title: DISPOSITIF ET PROCEDE POUR STABILISER LA PRESSION ET LE DEBIT D'UN MELANGE GAZEUX ALIMENTANT UN BRULEUR CYLINDRIQUE A COMBUSTION DE SURFACE
(54) French Title: DEVICE AND METHOD FOR STABILISING THE PRESSURE AND THE FLOW OF A GASEOUS MIXTURE SUPPLIED TO A SURFACE-COMBUSTION CYLINDRICAL BURNER
Status: Granted and Issued
Bibliographic Data
(51) International Patent Classification (IPC):
  • F23D 14/10 (2006.01)
  • F23D 14/70 (2006.01)
(72) Inventors :
  • LE MER, JOSEPH (France)
  • GIANNONI, ROCCO (Italy)
(73) Owners :
  • GIANNONI FRANCE
(71) Applicants :
  • GIANNONI FRANCE (France)
(74) Agent: NORTON ROSE FULBRIGHT CANADA LLP/S.E.N.C.R.L., S.R.L.
(74) Associate agent:
(45) Issued: 2015-10-06
(86) PCT Filing Date: 2008-12-03
(87) Open to Public Inspection: 2009-06-25
Examination requested: 2012-12-18
Availability of licence: N/A
Dedicated to the Public: N/A
(25) Language of filing: French

Patent Cooperation Treaty (PCT): Yes
(86) PCT Filing Number: PCT/EP2008/066732
(87) International Publication Number: WO 2009077333
(85) National Entry: 2010-05-28

(30) Application Priority Data:
Application No. Country/Territory Date
07 59967 (France) 2007-12-19

Abstracts

English Abstract

The invention relates to a gas burner comprising a perforated cylindrical wall used as a combustion surface, a bottom wall and an inlet opening through which a combustible gaseous mixture is fed inside the burner. The stabilisation device consists of a grid (4a) that can be positioned in the inlet opening of the burner, and that comprises a central ring (5a) surrounded by a series of diverting vanes (6), the grid being thus configured so as to allow the free passage of the central portion of the flow of gaseous mixture entering the burner through the central ring (5a) while said diverting vanes (6) generate an eddy movement in the peripheral portion of the flow entering the burner from the outside of the central ring (5a).


French Abstract


L'invention s'applique à un brûleur à gaz comportant une paroi
cylindrique perforée faisant office de surface de combustion, une paroi de
fond et une ouverture d'entrée par laquelle un mélange gazeux combustible est
introduit à l'intérieur du brûleur; le dispositif de stabilisation consiste en
une
grille (4a) apte à être positionnée dans l'ouverture d'entrée du brûleur,
comportant
un anneau central (5a) entouré d'une série de pales dèflectrices (6), cette
grille étant ainsi conformée qu'elle autorise le libre passage de la partie
centrale du flux de mélange gazeux pénétrant dans le brûleur à travers
l'anneau
central (5a), tandis que lesdites pales déflectrices (6) génèrent un mouvement
tourbillonnaire de la partie périphérique de ce flux pénétrant dans le brûleur
par l'extérieur de l'anneau central (5a).

Claims

Note: Claims are shown in the official language in which they were submitted.


12
REVENDICATIONS
1. Brûleur cylindrique à gaz à combustion de surface comportant une
paroi cylindrique perforée faisant office de surface de combustion, une paroi
de
fond et une ouverture d'entrée, par laquelle un mélange gazeux combustible est
introduit à l'intérieur du brûleur, caractérisé en ce qu'il comprend un
dispositif
stabilisateur de pression et de débit qui consiste en une grille, comportant
un anneau
central entouré d'une série de pales déflectrices, cette grille étant adaptée
pour être
positionnée à l'intérieur de ladite ouverture d'entrée, de façon que l'anneau
central
d'axe X-X' soit coaxial à la paroi cylindrique perforée d'axe X-X', ledit
anneau
central autorisant le libre passage de la partie centrale du flux de mélange
gazeux
pénétrant dans le brûleur, tandis que lesdites pales déflectrices génèrent un
mouvement tourbillonnaire de la partie périphérique de ce flux pénétrant dans
le
brûleur par l'extérieur de l'anneau central.
2. Brûleur selon la revendication 1, caractérisé par le fait que l'anneau
central est circulaire.
3. Brûleur selon la revendication 1 ou la revendication 2, caractérisé
par le fait que lesdites pales s'étendent radialement par rapport à l'axe de
la paroi
cylindrique perforée, avec une répartition angulaire régulière.
4. Brûleur selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé
par le fait que le nombre de pales est compris entre 6 et 30.
5. Brûleur selon la revendication 4, caractérisé par le fait que le
nombre de pales est compris entre 11 et 25.
6. Brûleur selon l'une quelconque des revendications 3 à 5, caractérisé
par le fait que lesdites pales sont des lamelles planes, toutes identiques et
de largeur
constante, qui sont inclinées suivant la direction longitudinale, leur plan
formant un
angle aigu par rapport à l'axe de la paroi cylindrique perforée.
7. Brûleur selon la revendication 6, caractérisé par le fait que ledit
angle a une valeur comprise entre 15 et 45 °.
8. Brûleur selon la revendication 7, caractérisé par le fait que ledit
angle a une valeur de l'ordre de 30°.
9. Brûleur selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé
par le fait que lesdites pales sont solidaires de l'anneau central.
10. Brûleur selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisé
par le fait que ladite grille comprend un anneau extérieur circulaire, dont
les pales

13
sont solidaires, apte à être emmanché et immobilisé dans l'ouverture d'entrée
du
brûleur.
11. Brûleur selon la revendication 10, caractérisé par le fait que
l'anneau central est un manchon dont la longueur est sensiblement égale à la
dimension axiale des pales.
12. Brûleur selon la revendication 10, caractérisé par le fait que
l'anneau central est un manchon dont la longueur est supérieure à la dimension
axiale des pales.
13. Procédé pour stabiliser la pression et le débit d'un mélange gazeux
combustible alimentant un brûleur à gaz à combustion de surface, celui-ci
comportant une ouverture d'entrée, une paroi cylindrique perforée faisant
office de
surface de combustion, et une paroi de fond, caractérisé en ce qu'on divise le
mélange gazeux pénétrant dans le brûleur, en deux flux distincts, à savoir un
flux
central à écoulement non perturbé, ou peu perturbé, sensiblement laminaire,
apte à
atteindre ladite paroi de fond tout en s'évasant progressivement, et un flux
tourbillonnaire à trajectoire approximativement hélicoïdale entourant le flux
central.

Description

Note: Descriptions are shown in the official language in which they were submitted.


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WO 2009/077333 PCT/EP2008/066732
1
Dispositif et procédé pour stabiliser la pression et le débit d'un mélange
gazeux
alimentant un brûleur cylindrique à combustion de surface
La présente invention concerne l'alimentation en mélange gazeux
combustible, par exemple en mélange air/gaz naturel, air/propane, air/butane,
air/biogaz, ou air/fuel vaporisé, d'un brûleur cylindrique à combustion de
surface.
Elle a plus précisément pour objet un dispositif stabilisateur de
pression et de débit pour un tel brûleur à gaz, un brûleur à gaz équipé de ce
dispositif stabilisateur, ainsi qu'un procédé pour stabiliser la pression et
le débit du
mélange gazeux alimentant le brûleur.
Un brûleur cylindrique à gaz à combustion de surface comporte une
paroi cylindrique perforée, percée d'une multitude de petits orifices, une
paroi de
fond discoïde et une ouverture d'entrée, par laquelle un mélange gazeux
combustible préalablement constitué (pré-mélange) est introduit à l'intérieur
du
brûleur, par exemple au moyen d'un ventilateur ou d'une turbine.
Habituellement, la paroi cylindrique est une tôle en acier inoxydable
perforée, les orifices étant des trous circulaires et/ou des fentes de très
petite
section.
L'invention s'applique aussi, cependant, à des parois en forme de
grille ou sous forme de couche de matériau poreux résistant à des températures
élevées (par exemple en fibres tissées en matériau réfractaire).
Le gaz combustible se répartit à l'intérieur du brûleur et s'échappe
radialement par les orifices de la paroi cylindrique , le brûleur étant
allumé, la face
externe de la paroi fait office de surface de combustion, chaque orifice
générant une
flamme radiale de hauteur plus ou moins grande, fonction de l'aire de sa
section et
du débit gazeux.
Ce genre de brûleur est notamment adapté pour équiper une
chaudière, à usage domestique ou industriel, pourvu d'un ou de plusieurs tubes
(de
section circulaire ou autre) entourant la surface de combustion.
Un ou plusieurs fluides à réchauffer circule dans ce(s) tube(s) qui est
(sont) léché(s) par les gaz brûlants issus de la surface de combustion.
Différentes configurations sont possibles, en particulier comprenant
une nappe de tubes rectilignes parallèles aux génératrices du brûleur (voir
par
exemple le document FR-A-2 476 808), ou comprenant un ou plusieurs faisceaux
de tubes enroulés en hélice (voir par exemple les documents WO 94/16272,
Figure
18, ou EP-A-1 813 882).

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L'invention se rapporte plus particulièrement à la stabilisation de la
pression et du débit du mélange gazeux à l'intérieur du brûleur, de manière à
obtenir une combustion complète et répartie de manière homogène sur toute la
surface de combustion cylindrique du brûleur, avec une hauteur de flamme
uniforme, ce qui permet d'obtenir un rendement optimal tout en réduisant les
émissions de monoxyde de carbone (CO) et de dioxyde de carbone (CO2).
La qualité et l'hygiène de la combustion de surface obtenues par ce
type de brûleur dépendent de plusieurs paramètres, en particulier de la
dimension
(section de passage) des orifices pratiqués dans la paroi cylindrique, et de
leur
écartement mutuel (taux d'ajourage de la paroi perforée).
Selon la longueur et le diamètre du cylindrique, il est difficile
d'assurer un débit régulier de gaz sur toute la longueur du brûleur.
Or, l'uniformité du débit de gaz sur l'ensemble de la surface de
combustion conditionne la hauteur de combustion et sa régularité sur
l'ensemble de
cette surface, dont dépend l'émission de CO et de COz.
Dans le but d'améliorer cette uniformité, il a déjà été proposé de
doubler la paroi cylindrique en dotant intérieurement le brûleur d'une
enveloppe
également cylindrique (seconde paroi), également perforée, de diamètre
légèrement
inférieur à celui de la paroi qui fait office de surface de combustion, ces
deux parois
étant coaxiales. Cet agencement a pour effet d'augmenter le niveau de pression
nécessaire à l'échappement du mélange gazeux, celui-ci devant, dans un premier
temps, traverser les orifices de l'enveloppe interne pour venir occuper
l'espace
annulaire situé entre les deux parois, puis les orifices de la paroi externe
qui fait
office de surface de combustion. Ainsi les orifices de combustion sont
alimentés à
une pression relativement régulière sur toute la surface de la paroi externe.
Cette solution n'est pas pleinement satisfaisante dans la mesure où
l'uniformité obtenue n'est pas parfaite et du fait que l'adjonction de
l'enveloppe
interne accroît sensiblement le poids et le prix de revient du brûleur. De
plus la
présence de l'enveloppe interne induit une perte de charge importante du flux
gazeux circulant dans le brûleur.
La bonne répartition du pré-mélange gazeux à l'intérieur du brûleur
est grandement liée à l'écoulement du flux de gaz juste avant son entrée dans
le
brûleur, ainsi que nous allons l'expliquer maintenant en nous référant aux
figures 1
à3.
Sur ces figures, on a représenté un brûleur à gaz 1 à combustion de
surface de type traditionnel, comprenant une paroi perforée cylindrique 2,
d'axe X-

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X' (par exemple horizontal), traversée par une multitude de petits orifices
20, un
fond discoïde étanche 3, et une ouverture d'entrée circulaire 10, par laquelle
un
mélange gazeux combustible est introduit à l'intérieur du brûleur 1.
Il s'agit d'un mélange préalablement effectué d'un carburant avec un
comburant, notamment d'un gaz de pétrole liquéfié, d'un gaz naturel, d'un
biogaz
(issu d'une fermentation), voire de fioul vaporisé, mélangé à de l'air ou à de
l'oxygène, dans une proportion adéquate apte à assurer une combustion correcte
et
complète.
De manière bien connue, ce pré-mélange combustible, désigné G, est
fourni au brûleur au moyen d'un ventilateur V.
La surface de combustion est constituée par la face externe de la
paroi 2, sur laquelle se forment les flammes, référencées F.
La combustion est généralement initiée par un allumeur (non
représenté) situé à proximité de cette surface.
Pour améliorer la répartition de la pression à l'intérieur du brûleur 1
et, corrélativement, la qualité de la combustion, il est connu d'intercaler
une
manchette entre la sortie du ventilateur V et l'entrée 10 du brûleur.
Dans la configuration illustrée sur la figure 1, l'embouchure de
sortie du ventilateur est circulaire et est de même diamètre que l'entrée 10
du
brûleur. La manchette M utilisée est cylindrique ayant également ce diamètre,
et
l'ensemble est monté coaxialement selon X-X'.
Ainsi le flux gazeux, symbolisé par les flèches f est régulier, et le
brûleur 1 est alimenté de manière homogène, ce qui permet d'obtenir une bonne
répartition des pressions et des débits dans le brûleur, se traduisant par une
hauteur
de flamme h relativement constante sur toute la surface de combustion.
Sur de nombreux modèles de chaudière, il n'est pas possible,
notamment pour raison d'encombrement, de placer le ventilateur dans l'axe du
brûleur.
C'est le cas pour la configuration représentée sur la figure 2, dans
laquelle l'axe du ventilateur est décalé par rapport à ce dernier. La
manchette de
liaison M' a ici des portions d'extrémité coudées à angle droit, de sorte que
le flux
de gaz f' pénétrant dans le brûleur a une trajectoire déviée et perturbée,
engendrant
une hauteur de flamme F' irrégulière.
Dans la configuration représentée sur la figure 3, la manchette de
liaison M" est pourvue d'un clapet de sécurité comprenant un volet A, articulé
en
partie supérieure, dont la fonction est d'empêcher des retours de gaz brûlés
du

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brûleur vers le ventilateur, lorsque celui-ci est à l'arrêt. Ceci est utile en
particulier
lorsque plusieurs appareils sont reliés à une même cheminée.
Le clapet est fermé lorsque le volet, sous l'effet de son propre poids,
se trouve dans la position verticale Ao représentée en traits interrompus sur
la
figure.
Son angle d'ouverture est automatiquement fonction du régime de
fonctionnement, le flux de gaz fourni par le ventilateur contrecarrant le
poids du
volet A de manière plus ou moins importante suivant le débit.
Le flux f" passant sous le volet pour entrer ensuite dans le brûleur
est ici également dévié (en biais) et perturbé, engendrant une hauteur de
flamme F"
irrégulière.
Il est délicat dans de nombreuses configurations et modes de
fonctionnement des chaudières, notamment avec des régimes de fonctionnement à
débit variable permettant une modulation de puissance, d'obtenir une
répartition
homogène des hauteurs de flamme sur la surface de combustion.
La difficulté se trouve encore accrue en cas de positionnement
déporté du ventilateur par rapport au brûleur (figure 2) ou de présence d'un
clapet à
l'entrée du brûleur (figure 3).
L'invention a pour objectif de résoudre ces problèmes, en proposant
un dispositif stabilisateur de pression et de débit de conception simple, sans
pièces
en mouvement, léger et peu coûteux, n'induisant pratiquement pas de perte de
charge, adapté pour être placé à l'entrée du brûleur afin d'améliorer
notablement la
répartition du mélange gazeux à l'intérieur du brûleur et d'assurer ainsi une
alimentation homogène de l'ensemble des orifices de la surface de combustion,
en
générant une hauteur de flamme constante sur toute cette surface.
Comme déjà dit, ce dispositif stabilisateur de pression et de débit est
destiné à équiper un brûleur à gaz comportant une paroi cylindrique perforée
faisant
office de surface de combustion, une paroi de fond et une ouverture d'entrée,
par
laquelle un mélange gazeux combustible est introduit à l'intérieur du brûleur.
Conformément à l'invention, le dispositif consiste en une grille
adaptée pour être positionnée à l'intérieur de ladite ouverture d'entrée, et
comportant un anneau central entouré d'une série de pales déflectrices, cette
grille
étant ainsi conformée qu'elle autorise le libre passage de la partie centrale
du flux
de mélange gazeux pénétrant dans le brûleur à travers l'anneau central, tandis
que
lesdites pales déflectrices génèrent un mouvement tourbillonnaire de la partie
périphérique de ce flux pénétrant dans le brûleur par l'extérieur de l'anneau
central.

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Ainsi, le brûleur est alimenté simultanément par deux flux gazeux de
configurations différentes, à savoir un tourbillon cyclonique extérieur qui se
déplace
en suivant un parcours approximativement hélicoïdal vers la paroi de fond du
brûleur, et un flux central non perturbé, ou peu perturbé, qui se déplace
également
5 vers le fond du brûleur tout en se détendant à l'intérieur du cyclone.
De manière assez surprenante, un tel agencement assure une pression
régulière sur toute la surface du brûleur, aussi bien suivant sa circonférence
que
suivant sa longueur.
Le document de brevet EP-1 538 395 a pour objet un brûleur à gaz
cylindrique muni intérieurement d'un dispositif destiné à réduire les
phénomènes de
résonance acoustique et, corrélativement, les bruits du brûleur.
Ce dispositif comprend des cloisons parallèles ou "en croix", qui
empêchent tout mouvement tourbillonnaire du mélange gazeux alimentant le
brûleur, ce qui contrarie l'homogénéisation et la bonne répartition de ce
mélange,
contrairement à l'objectif recherché.
Le modèle d'utilité allemand DE 9013114 U, quant à lui, décrit un
disque destiné à équiper un brûleur à fioul ou à gaz. Ce disque est pourvu
d'une
ouverture centrale traversée par le combustible (carburant) et par une
première
partie de l'air (comburant), ainsi qu'une série de fentes radiales qui sont
traversées
par l'autre partie de l'air nécessaire à la combustion. Ce document ne précise
pas à
quelle forme de brûleur ce disque est associé, ni a fortiori, que le disque
est
positionné à l'intérieur de l'ouverture d'entrée de ce brûleur.
Sa fonction n'est pas d'améliorer la répartition d'un prémélange
gazeux, déjà constitué, à l'intérieur du brûleur mais plutôt de parfaire ce
prémélange
à partir de deux flux de nature différente, à savoir un flux central formé de
carburant
et d'air et un flux périphérique formé seulement d'air.
Il n'est pas exclu que ledit mélange alimente le brûleur par
l'intermédiaire d'une manchette doublement coudée telle que celle désignée M'
sur
la figure 2, ou d'une manchette pourvue d'un clapet de sécurité telle que
celle
désignée M" sur la figure 3 de la présente demande de brevet, avec les
inconvénients qui en résultent comme cela est exposé ci-dessus.
Selon d'autres caractéristiques avantageuses possibles, mais non
limitatives, de l'invention :
- l'anneau central est circulaire, et est coaxial à la paroi cylindrique
perforée (lorsque le dispositif est monté sur le brûleur) ,

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- lesdites pales s'étendent radialement par rapport à l'axe de la paroi
cylindrique perforée (lorsque le dispositif est monté sur le brûleur), avec
une
répartition angulaire régulière ,
- le nombre de pales est compris entre 6 et 30, et avantageusement
entre 11 et 25 ,
- lesdites pales sont des lamelles planes, toutes identiques et de
largeur constante, qui sont inclinées suivant la direction longitudinale, leur
plan
formant un angle aigu par rapport à l'axe de la paroi cylindrique perforé ,
- ledit angle a une valeur comprise entre 15 et 45 de préférence de
l'ordre de 30 ,
- lesdites pales sont solidaires de l'anneau central,
- ladite grille comprend un anneau extérieur circulaire, dont les
pales sont solidaires, apte à être emmanché et immobilisé dans l'ouverture
d'entrée
du brûleur ,
- l'anneau central est un manchon dont la longueur est sensiblement
égale à la dimension axiale des pales (solution adaptée à un brûleur de faible
à
moyenne longueur),
- l'anneau central est un manchon dont la longueur est supérieure à
la dimension axiale des pales (solution adaptée à un brûleur de grande
longueur).
L'invention a également pour objet un brûleur cylindrique à
combustion de surface équipé d'un dispositif stabilisateur de pression tel que
décrit
ci-dessus.
Enfin, elle a aussi pour objet un procédé pour stabiliser la pression
et le débit d'un mélange gazeux combustible alimentant un brûleur à gaz, celui-
ci
comportant une ouverture d'entrée, une paroi cylindrique perforée faisant
office de
surface de combustion, et une paroi de fond, ce procédé consistant à diviser
le
mélange gazeux pénétrant dans le brûleur en deux flux distincts, à savoir un
flux
central à écoulement non perturbé, ou peu perturbé, sensiblement laminaire,
apte à
atteindre ladite paroi de fond tout en s'évasant progressivement, et un flux
tourbillonnaire à trajectoire approximativement hélicoïdale entourant le flux
central.
D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à
la lecture de la description suivante d'un mode de réalisation préféré de
l'invention.
Cette description est faite en référence aux dessins annexés sur
lesquels :
- la figure 4 est une vue en perspective d'un premier mode de
réalisation possible du dispositif stabilisateur de l'invention,

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- la figure 5 est une vue de face, à plus grande échelle, du dispositif
de la figure 4 ,
- la figure 6 est une vue de côté, en coupe, du même dispositif, le
plan de coupe étant référencé VI -VI sur la figure 5 ,
- les figures 7 et 8 représentent un deuxième mode de réalisation
possible du dispositif stabilisateur de l'invention, ces vues étant
similaires,
respectivement, aux figures 4 et 6 du premier mode de réalisation,
- la figure 9 représente un troisième mode de réalisation possible du
dispositif stabilisateur de l'invention, cette vue étant similaire à la figure
4 du
premier mode de réalisation,
- la figure 10 est une coupe axiale d'un brûleur pourvu d'un
dispositif stabilisateur conforme au premier mode de réalisation,
- la figure 11 est une vue analogue à la figure 10, destinée à illustrer
le fonctionnement du dispositif en montrant comment se fait la répartition des
flux
gazeux à l'intérieur du brûleur,
- la figure 12 est une vue en perspective, et en coupe, similaire à la
figure 11 ,
- la figure 13 est une vue analogue à la figure 11, mais avec un
brûleur de plus grande longueur, pourvu d'un dispositif stabilisateur conforme
au
second mode de réalisation.
Le dispositif représenté sur les figures 4 à 6 consiste en une grille,
par exemple en tôle d'acier inoxydable de faible épaisseur.
Cette grille 4a est composée d'une paire d'anneaux concentriques,
l'un central 5a, l'autre externe 7, en forme de manchons cylindriques de
faible
longueur, d'axe commun X-X', ainsi que d'une série de pales 6.
Celles-ci s'étendent radialement par rapport à l'axe X-X' avec une
répartition angulaire régulière.
Dans l'exemple illustré, la grille comporte 12 pales, réparties à 30
tout autour de l'anneau central.
Elles sont fixées à leurs extrémités, par exemple par soudure, à
chacun des deux manchons 5 a et 7.
Comme on peut l'observer sur la figure 6, les deux manchons et les
pales sont de faible épaisseur et leur dimension axiale e est identique.
Le diamètre extérieur de l'anneau 7 est choisi pour correspondre au
diamètre intérieur de la paroi cylindrique du brûleur à équiper, de sorte que
la grille

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puisse être insérée et maintenue sans jeu dans l'ouverture d'entrée du
brûleur,
coaxialement à celui-ci.
Ces pales 6, toutes identiques, sont des lamelles planes de largeur
constante.
Elles sont inclinées suivant la direction longitudinale, de façon à
former un angle aigu, désigné a sur la figure 6, par rapport à l'axe X-X'. A
titre
indicatif, cet angle a une valeur de l'ordre de 30 .
L'anneau central 5a définit un canal cylindrique 8, d'axe X-V,
autorisant le libre passage des gaz.
Les espaces entre pales 6 définissent une voie de passage
périphérique annulaire 9 pour les gaz.
Le dispositif faisant l'objet du deuxième mode de réalisation
représenté sur les figures 7 et 8 consiste en une grille 4b qui se différencie
de la
grille 4a qui vient d'être décrite uniquement par le fait que la longueur i de
son
manchon central, référencé 5b, est notablement plus grande que la dimension
axiale
e commune aux pales 6 et à l'anneau externe 7. Comme on le verra plus loin, en
référence à la figure 13, la portion de ce manchon 5b qui dépasse du plan
général de
la grille est destinée à pénétrer à l'intérieur du brûleur.
Le dispositif faisant l'objet du troisième mode de réalisation
représenté sur la figure 9 consiste en une grille 4c qui se différencie de la
grille 4a
par le fait qu'elle ne comporte pas d'anneau externe.
Les pales 6 sont destinées à venir se positionner et s'appliquer
directement contre la face interne cylindrique de l'ouverture d'entrée du
brûleur.
Ces pales ont donc une longueur telle que leur chant externe s'inscrit dans
une
enveloppe (fictive) cylindrique dont le diamètre correspond à celui de cette
face
interne.
On notera par ailleurs que le nombre de pales 6 est le double de celui
des dispositifs précédents, puisqu'il est de 24, réparties à 15 d'angle par
conséquent.
Le brûleur la représenté sur la figure 10 est de même type que celui
décrit précédemment en référence aux figures 1 à 3.
Un dispositif stabilisateur 4b conforme au premier mode de
réalisation ci-dessus décrit est emmanché axialement dans l'ouverture d'entrée
10
du brûleur et y est retenu, par exemple sous l'effet du simple frottement dû à
un
certain serrage entre la face externe de l'anneau 7 et la face interne de
l'embouchure
de la paroi cylindrique 2.

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Avantageusement l'anneau 10 est muni d'une collerette 70 formant
butée d'arrêt, qui limite son enfoncement à l'intérieur du corps de brûleur.
Les figures 11 et 12 illustrent le mode d'action du dispositif.
Le flux de gaz G refoulé par le ventilateur et arrivant à l'entrée du
brûleur la doit traverser la grille du stabilisateur 4a.
Il se trouve alors subdivisé en deux parties de flux distinctes, à savoir
une partie centrale qui traverse le canal 8 délimité par l'anneau central 5a,
et une
partie extérieure qui traverse l'espace 9 formé situé entre les pales 6.
Sur la figure 11, la ligne en traits interrompus représente l'enveloppe
fictive Ea qui sépare ces deux parties.
Le flux central, symbolisé par les flèches X, est un flux régulier,
voire laminaire, à trajectoire globalement en translation suivant X-X', en
direction
du fond 3. Cependant, la masse gazeuse a tendance à s'évaser, en forme de
cône,
puis en trompette , comme le montre le contour de l'enveloppe Ea.
Le flux externe, symbolisé par les flèches Y, suit une trajectoire
tourbillonnaire, en hélice, à vitesse élevée, autour du flux central, cette
trajectoire
combinant un mouvement de translation axiale et un mouvement de rotation
(vrillage) qui lui est imprimé par l'inclinaison des pales déflectrices 6.
Le flux externe entoure le flux central sur quasiment toute sa
longueur (côté amont).
De manière relativement surprenante, la combinaison de ces deux
flux assure une distribution régulière du débit et de la pression du gaz à
l'intérieur
du brûleur, sur toute sa longueur et sur toute sa périphérie (sur 360 ).
En pratique, il apparaît que les orifices de combustion 20 de la
portion amont du brûleur (du côté de l'ouverture d'entrée 10) sont
essentiellement
alimentés par du gaz fourni par le flux externe tourbillonnaire tandis qu'au
contraire
les orifices de combustion de la portion d'extrémité aval du brûleur (proche
du fond
3) sont essentiellement alimentés par du gaz fourni par le flux central non
perturbé.
Au fur et à mesure qu'on se déplace de l'amont vers l'aval, la
quantité de gaz issue du flux externe diminue, tandis que celle issue du flux
central
croît, la somme des deux quantités demeurant sensiblement constante. Le
mouvement cyclonique interne au brûleur favorise en outre une bonne
répartition
des débits et de la pression, de sorte qu'au final on obtient une hauteur de
flammes
F de hauteur constante sur toute la surface de combustion.
Ce résultat remarquable est obtenu même lorsque le flux gazeux qui
arrive au brûleur est dévié et/ou incliné, notamment par suite de la présence
en

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WO 2009/077333 PCT/EP2008/066732
amont de celui-ci d'une manchette coudée du genre représenté sur la figure 2,
d'un
clapet du genre représenté sur la figure 3, ou d'une vanne de réglage du débit
fourni
au brûleur.
La perte de charge résultant de la présence du dispositif à l'entrée du
5 brûleur est négligeable.
Les dimensions du dispositif stabilisateur doivent naturellement être
adaptées à la structure et aux dimensions du brûleur.
A titre indicatif, le brûleur la qui vient d'être décrit a une paroi
perforée 2 en tôle d'acier inoxydable dont l'épaisseur est de 0,3 mm.
10 Le taux d'ajourage de la paroi (rapport de l'aire des perforations et
de l'aire totale de la paroi perforée) est de l'ordre de 30 %.
Sa longueur et son diamètre interne, respectivement désignés La et
Da sur la figure 10, sont respectivement de 160 mm et de 70 mm.
Le dispositif stabilisateur 4a peut être également réalisé dans une tôle
fine d'acier inoxydable.
L'anneau externe 7 a un diamètre de 70 mm avec une tolérance
fonctionnelle permettant de l'emboîter sans jeu, voire avec un certain
serrage, dans
l'ouverture d'entrée du brûleur.
L'anneau central 5 a a un diamètre de 24 mm.
La dimension axiale e du dispositif est de 10 mm.
Le brûleur lb représenté sur la figure 13 est similaire au brûleur la à
l'exception de sa longueur Lb qui est plus grande.
A titre indicatif, Lb = 240 mm
Son diamètre Db = 70 mm.
Comme déjà dit, le dispositif stabilisateur 4b, quant à lui, est
identique au dispositif 4a, à l'exception du manchon constituant l'anneau
central 5b,
dont la longueur i est sensiblement supérieure à e.
A titre indicatif, i = 25 mm (tandis que e = 10 mm).
Comme on le voit sur la figure 13, ce manchon 5b a pour effet de
canaliser le flux central pour qu'il diverge moins rapidement que le flux
central du
premier mode de réalisation, afin qu'il puisse atteindre la paroi de fond 3,
plus
éloigné de l'ouverture que précédemment.
L'enveloppe Eb qui sépare le flux central du flux cyclonique
extérieur s'évase plus progressivement vers l'aval, à l'intérieur du brûleur
lb, que
l'enveloppe Ea à l'intérieur du brûleur la.

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WO 2009/077333 PCT/EP2008/066732
11
Le mode de fonctionnement des deux stabilisateurs est cependant
similaire, et engendre une répartition homogène du débit et de la pression de
gaz,
avec pour résultat une hauteur de flamme régulière et une hygiène de
combustion
optimale.
Dans les modes de réalisation décrits ci-dessus, l'ouverture d'entrée
du brûleur est circulaire et son diamètre est le même que celui de la paroi
perforée cylindrique.
Ces caractéristiques ne sont nullement obligatoires.
En outre, le dispositif stabilisateur pourrait être conformé de manière
10 à venir coiffer (par l'extérieur) l'embouchure d'entrée du brûleur au lieu
de s'y
emmancher à l'intérieur.

Representative Drawing
A single figure which represents the drawing illustrating the invention.
Administrative Status

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Event History

Description Date
Common Representative Appointed 2019-10-30
Common Representative Appointed 2019-10-30
Grant by Issuance 2015-10-06
Inactive: Cover page published 2015-10-05
Inactive: Final fee received 2015-06-09
Pre-grant 2015-06-09
Notice of Allowance is Issued 2015-01-23
Letter Sent 2015-01-23
Notice of Allowance is Issued 2015-01-23
Inactive: Q2 passed 2014-11-14
Inactive: Approved for allowance (AFA) 2014-11-14
Amendment Received - Voluntary Amendment 2014-07-25
Inactive: S.30(2) Rules - Examiner requisition 2014-01-28
Inactive: Report - No QC 2014-01-23
Amendment Received - Voluntary Amendment 2013-04-09
Letter Sent 2013-01-16
Request for Examination Requirements Determined Compliant 2012-12-18
All Requirements for Examination Determined Compliant 2012-12-18
Request for Examination Received 2012-12-18
Letter Sent 2010-11-24
Inactive: Cover page published 2010-08-10
Inactive: Inventor deleted 2010-07-26
Inactive: Notice - National entry - No RFE 2010-07-26
Inactive: Inventor deleted 2010-07-26
Inactive: First IPC assigned 2010-07-21
Inactive: IPC assigned 2010-07-21
Inactive: IPC assigned 2010-07-21
Application Received - PCT 2010-07-21
National Entry Requirements Determined Compliant 2010-05-28
Application Published (Open to Public Inspection) 2009-06-25

Abandonment History

There is no abandonment history.

Maintenance Fee

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  • the reinstatement fee;
  • the late payment fee; or
  • additional fee to reverse deemed expiry.

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Past Owners on Record
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ROCCO GIANNONI
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Document
Description 
Date
(yyyy-mm-dd) 
Number of pages   Size of Image (KB) 
Description 2010-05-28 11 558
Claims 2010-05-28 2 82
Drawings 2010-05-28 6 147
Abstract 2010-05-28 1 80
Representative drawing 2010-05-28 1 7
Cover Page 2010-08-10 1 45
Claims 2014-07-25 2 70
Representative drawing 2015-09-09 1 10
Cover Page 2015-09-09 1 47
Notice of National Entry 2010-07-26 1 196
Acknowledgement of Request for Examination 2013-01-16 1 176
Commissioner's Notice - Application Found Allowable 2015-01-23 1 162
PCT 2010-05-28 6 176
Final fee 2015-06-09 2 79