"LIVING FLAME"-TYPE GAS BURNER

BRULEUR A GAZ DU TYPE DIT "A FLAMMES VIVANTES"

Abrégé français

L'invention concerne un brûleur à gaz du type dit "à flammes vivantes", c.à.d.
un brûleur à gaz dont les flammes portent à un certain degré d'incandescence
des bûches ou du charbon artificiels, caractérisé en ce qu'il est constitué
par une chambre de combustion dans laquelle circule le mélange carburant
(gaz)/comburant (air primaire), présentant à sa partie supérieure une tôle
plate (2) destinée à recevoir un combustible artificiel, ladite tôle
présentant des trous (3) pour le passage dudit mélange carburant/comburant
disposés à la limite de la tôle plate précitée (2), à proximité de la zone
dans laquelle circule l'air secondaire.

Abrégé anglais

The invention concerns a "living flame"-type gas burner, i.e. a gas burner of which the flames bring artificial coal or logs to a given degree of incandescence. The gas burner is characterized in that it comprises a combustion chamber in which the mixture of fuel (gas) - oxidizing agent (primary air) circulates. At the top, the combustion chamber comprises a flat metal sheet (2) for receiving an artificial fuel, said metal sheet having holes (3) through which the fuel-oxidizing agent mixture passes. The holes (3) are disposed at the edge of the flat metal plate (2) in the vicinity of the area in which the secondary air circulates.

Revendications

REVENDICATIONS
1. Brûleur à gaz du type dit "à
flammes vivantes", c.à.d. un brûleur à gaz dont les
flammes portent à un certain degré d'incandescence des
bûches ou du charbon artificiels, ledit brûleur à gaz
étant essentiellement constitué par une chambre de
combustion dans laquelle circule le mélange carburant
(gaz) / comburant (air primaire), présentant à sa
partie supérieure une tôle plate destinée à recevoir un
combustible artificiel, ladite tôle présentant des
trous pour le passage dudit mélange carburant/comburant
disposés en général à la limite de la tôle plate
précitée, caractérisé en ce que la tôle plate précitée
(2) présente au moins un orifice (4), les trous
précités se situant à la limite d'une part du périmètre
extérieur de la tôle précitée et d'autre part du
périmètre intérieur de l'orifice précité (4).
2. Brûleur selon la revendication 1,
caractérisé en ce que les trous précités (3) ont un
diamètre tel que, compte tenu de la pression régnant
dans la chambre précitée, de la richesse en air
primaire du mélange carburant/comburant, le phénomène
du retour de flamme soit rendu impossible.

Description

. CA 02233886 1998-03-03
Demande de brevet internationale PCT/BE96/00092
FONDERIES DU LION
notre lettre du ler Septembre 1997
NOUVELLE DESCRIPTION
"Brûleur à gaz du type dit "à flarnrnes vi~rantes"
La présente invention se rapporte à un
brûleur à gaz du type dit "à flammes vivantes", c.à.d.
un brûleur à gaz dont les flammes portent à un certain
degré d'incandescence des bûches ou du charbon
artificiels, ledit brûleur à gaz étant essentiellement
constitué par une chambre de combustion dans laquelle
circule le mélange carburant (gaz) / comburant (air
primaire), présentant à sa partie supérieure une tôle
plate destinée à recevoir un combustible artificiel,
ladite tôle présentant des trous pour le passage dudit
mélange carburant/comburant disposés en général à la
limite de la tôle plate précitée
Un exemple d'un brûleur du type défini
ci-dessus est constitué par le brevet US-A-5 328 356.
L'inconvénient que présente le brûleur à gaz selon ce
document réside essentiellemenl dans le fait qu'on
réalise une circulation d'air secondaire uniquement sur
le pourtour extérieur du brûleur. Il est, en raison de
la présence d'un espace mort au centre du brûleur,
impossible d'obtenir la concentration de flammes
souhaitée sur la surface de la tôle plate du brûleur
sur laquelle est disposé le combustible artificiel et
ceci est précisément un objecti_ de l'invention selon
la présente demande.
Les combustibles artificiels sont en
ef~ets léchés de manière plus au moins heureuse par les
flammes. Pour parvenir à l'effet esthétique désiré, une
surface aussi grande que possible du combustible
artificiel doit être portée à incandescence.
FEUILLE ~ûDI, !FE

CA 02233886 1998-03-03
Ce résultat ne peut pas être atteint
par un brûleur selon ledit brevet US 5 328 356.
Pour obtenir le résultat souhaité, le
brûleur à gaz du type dit "à flammes vivantes, selon
l'invention, est caractérisé en ce que la tôle plate
cltée dans le préambule présente au moins un orifice,
les trous précités se situant à la limite d'une part du
périmètre extérieur de la tôle précitée et d'autre part
du périmètre intérieur de l'orifice précité.
Toujours dans l'esprit de l'invention,
les trous précités ont un diamètre tel que, compte tenu
de la pression régnant dans la chambre précitée, de la
richesse en air primaire du mélange
carburant/comburant, le phénomène de retour de flamme
soit rendu impossible.
D'autres détails et avantages de
l'invention ressortiront de la description qui sera
donnée ci-après d'un brûleur à gaz à surface plate dit
à flammes vivantes, selon l'lnvention. Cette
description n'est donnée qu'à titre d'exemple et ne
limite pas l'invention. Les notations de référence se
rapportent aux figures ci-jointes.
La figure 1 est en w e en plan du
brûleur selon l'invention.
La figure 2 est une w e en
perspective, dans une exécution schématique, montrant
le trajet que le mélange carburant/comburant peut
suivre dans la chambre du brûleur.
L'objectif étant de dévier les flammes
de ces brûleurs en faisant usage d'un courant d'air
secondaire ascendant, ceci est atteint dans les
brûleurs à flammes vivantes qui sont essentiellement
constitués d'une chambre 1 (fig. 2) dans laquelle
circule le mélange carburant (gaz)/comburant (air
primaire), et d'une tôle supérieure plate 2 (fig. 1)
EEUILLE 11/~ o~ EE

CA 02233886 1998-03-03
percés de trous 3 - 3' permettan~ l'alimentation des
flammes.
La déviation des flammes doit se faire
en direction de bûches ou de blocs de combustible
artificiel pour porter au moins localement à
incandescence le combustible artificiel disposé sur la
tôle plate ou dans son voisinage.
Dans l'esprit de l'invention, ceci
peut être obtenu en ménageant les trous 3 à la limite
même de la tôle plate 2 (fig. 1) quelle qu'en soit la
forme et cela dans la zone dans laquelle circule l'air
secondaire. L'air secondaire circule en effet de bas en
haut le long des parois verticales de la chambre 1
(fig. 2). Ce courant ascendant d'air secondaire
provoque un infléchissement des fl~mes en direction du
combustible artificiel reposant sur la tôle plate 2
(fig. 1) du brûleur.
Cet infléchissement est dû à la
dilatation des gaz ionisés soumis à la "combustion
secondaire" en présence de l'air secondaire. Du côté
opposé de la flamme, à savoir du côté du combustible
artificiel solide, le manque d' 2', r secondaire donne
l'impression que ce combustible artificiel solide
évapore par distillation interne un mélange gazeux
combustible, alors qu'il s'agit en fait des produits
d'une combustion primaire non achevée en CO2 et H2O. On
dispose le combustible artificiel solide de telle
manière qu'à tous les régimes du fonctionnement, la
partie jaune de la flamme - où les produits
transitoires de la réaction chimique extrêmement
complexe forment des agrégats floconneux de carbone
(suie) - n'entre pas en contact avec une zone froide du
combustible artificiel située entre les zones portées à
incandescence. On évite ainsi le dépôt des suies qui
sont brûlées à un plus haul niveau dans le
; E~ L' ,,,,,"~D~E~

CA 02233886 1998-03-03
développement de la flamme. On développe par ce
stratagème une combustion hygiénique avec une i~itation
quasi parfaite de la combustion ordinaire d'un
combustible solide
Le phénomène recherché s'observe dans
un brûleur selon l'invention. Le brûleur selon les
figures est à surface topologique de genre supérieur à
l'unité. La tôle plate 2 du brûleur selon ces deux
figures présente, dans l'exemple représenté, deux
orifices 4 ce qui entraîne un allongement important du
périmètre correspondant à la zone dans laquelle sont
ménagés les trous 3 - 3' (fig. 1).
Le périmètre total est constitué
du périmètre convexe découlant de la forme géométrique
de la tôle plate 1 plus le périmètre concave d'un ou
plusieurs orifices 4. On obtient de la sorte une grande
puissance dans un brûleur plat de surface relativement
réduite. En raison de la grande concentration de
flammes sur la surface de la tôle plate 1 du brûleur
une disposition mieux appropriée (plus esthétique) du
combustible artificiel est possible.
Le phénomène recherché de
l'incurvation des flammes en direction du combustible
artificiel s'observera dans les zones délimitant le
périmètre extérieur de la tôle plate ainsi que dans les
zones délimitant le périmètre intérieur des orifices 4.
La conception du brûleur selon
l'invention permet une répartition très souple des
flammes ce qui donne toute liberté de choisir le
passage nécessairement dégagé des flammes dans le décor
de foyer en fonction de l'esthétique recherchée.
Dans un brûleur du type représenté aux
figures, tout point intérieur, c.à.d. tout point à
l'intérieur de la chambre 1 (fig. 2) peut être atteint
par deux chemins différents. A la figure 2, ce point
FEUILLE MO~IF!EE

CA 02233886 1998-03-03
représenté par la lettre P peut, à partir du venturi 5
par lequel pénètre le mélange carburant (gaz)/comburant
(air primaire), être atteint par l'un des trois chemlns
désignés par l'une des références 6, 7 ou 8.
Dès lors, la pression dynamique du
mélange à l'intérieur du brûleur s'homogénéise très
facilement à tous les débits, c.à.d. à tous les régimes
de puissance puisque le mélange ne se trouve jamais
bloqué ou coincé dans l'un ou l'autre "cul de sac" là
où l'énergie cinétique pourrait se transformer en
pression statique élevée.
L'hétérogénéité de la pression du
mélange à l'intérieur du brûleur créerait en effet une
hétérogénéité des vitesses d'éjection de ce mélange en
direction des flammes, ce qui provoquerait le
décollement en situation d'excès d'air (flamme bleue)
et un étirement fuligineux en situation sans excès
d'air (flamme jaune).
Le brûleur représenté aux figures
présente un pourtour hexagonal. Ce pourtour pourrait
présenter, d'une manière générale, n côtés, ou
présenter un contour circulaire ou ovale.
FE~ILLE Il10DlFlEE

Dessin représentatif