L'invention concerne, d'une manière générale, les
brûleurs à gaz du type dit « atmosphérique », ou à
combustion atmosphérique, c'est-à-dire qui prélèvent l'air
comburant directement dans l'atmosphère ambiante.
L'invention se rapporte plus particulièrement à des
perfectionnements apportés à un brûleur à gaz du type
précité, destiné à être installé dans un appareil de
chauffage d'eau tel qu'une chaudière à gaz, ou un chauffe-eau
ou chauffe-bain à gaz.
Les brûleurs à gaz dits atmosphériques, équipant des
chaudières à gaz murales ou des chauffe-eau/chauffe-bain à
gaz, sont généralement constitués, comme représenté sur la
figure 1, d'un bloc brûleur 1 comportant un ensemble d'un
certain nombre d'éléments unitaires, appelés becs de brûleur
2, présentant chacun un conduit de passage de mélange de gaz
combustible et d'air comburant aspiré dans l'atmosphère
ambiante, et qui débouche dans une rampe de combustion 3
allongée au niveau du bord supérieur du bec de brûleur 2
considéré, les becs de brûleur 2 de l'ensemble étant
sensiblement parallèles, disposés côte à côte, et assemblés
les uns aux autres, de sorte à être maintenus entre eux,
éventuellement à des distances égales (le pas des becs 2), à
l'aide de pièces support telles que 4, 5 et 6 sur la figure
1, qui sont généralement en tôle et réalisées à l'aide
d'outils de découpe et de mise en forme pour le pliage et
l'emboutissage, ainsi qu'à l'aide d'éléments de liaison,
tels que vis et tirants pour obtenir un bloc brûleur 1
réalisé sous la forme d'un ensemble mécanique rigide et
robuste. Sur cet ensemble 1 est montée une nourrice à gaz 7,
qui est par exemple boulonnée sur l'une ,6, des pièces
support en tôle, de forme générale parallélépipédique, qui
maintient espacés les venturis d'entrée 8 des conduits de
passage du mélange gaz combustible/air comburant délimités
chacun respectivement dans l'un des becs de brûleur 2, cette
nourrice 7 étant équipée d'une rampe 9 d'alimentation en gaz
et d'injecteurs (non visibles sur la figure 1), en nombre
égal au nombre des becs de brûleurs 2, et dont chacun
injecte du gaz dans le venturi d'entrée 8 du conduit d'un
bec de brûleur 2 correspondant, pour constituer un brûleur à
gaz, apte à être monté dans la chambre de combustion d'une
chaudière à gaz, ou d'un chauffe-eau/chauffe-bain à gaz.
Le nombre de becs de brûleur 2 assemblés dans le
bloc brûleur 1 varie suivant le type d'appareil de chauffage
auquel le bloc brûleur est destiné, et ce nombre est
fonction de la puissance nominale requise. Dans les
applications les plus courantes connues à ce jour, le nombre
de becs de brûleur 2 peut varier entre 6 et 20 environ. Le
pas des becs de brûleur 2, c'est-à-dire la distance entre
eux, peut également être variable d'un brûleur à gaz à
l'autre, selon la performance des becs de brûleur
consécutifs, et l'appareil de chauffage dans lequel le bloc
brûleur est installé. Dans les applications les plus
courantes, le pas des becs de brûleur 2 peut varier entre
16mm et 22mm et, bien que cette mesure technique soit peu
utilisée, le pas peut également varier sur un même brûleur,
afin d'optimiser les performances de combustion d'un
appareil de chauffage, par exemple pour équilibrer des flux
thermiques, en tenant compte de dissymétries géométriques de
l'alimentation en air ou de l'évacuation des produits de
combustion.
Les inconvénients des brûleurs à gaz de type
atmosphérique connus sont, d'une part, que leur mode de
réalisation nécessite de nombreuses pièces, et que leur
structure se prête difficilement à une réalisation
automatique des opérations d'assemblage des pièces
constitutives.
D'autre part, pour répondre d'une manière générale
aux besoins d'appareils de chauffage d'eau, du type
chaudière, chauffe-eau ou chauffe-bain à gaz, présentés en
gammes élargies, notamment en puissance, les constructeurs
de brûleurs à gaz doivent également disposer de brûleurs de
différentes dimensions (donc assemblant des nombres
différents de becs de brûleur montés avec des pas
différents), chaque brûleur ayant en outre des pièces
support qui lui sont spécifiques. Pour répondre à ce besoin,
les constructeurs doivent nécessairement gérer plusieurs
outillages de fabrication des pièces de tôlerie.
On connaít également, par FR 2 684 747, un brûleur à
gaz à combustion atmosphérique, du type dit « à rampes » ou
« à becs de brûleur », qui comprend un ensemble modulaire
comportant une série de becs de brûleur assemblés les uns
contre les autres, et en nombre ajusté aux besoins, le
brûleur à gaz comportant de plus un système de
refroidissement intégré, qui utilise l'eau du circuit de
chauffage, afin d'éviter un échauffement excessif de la tête
du brûleur, ce système de refroidissement comportant un
conduit en U dont les deux côtés sont des tubes qui
s'étendent sensiblement perpendiculairement à travers tous
les becs de brûleur et sont fixés, par soudure ou par
interférence mécanique, au bord des orifices de passage de
tube ménagés dans les becs de brûleurs.
Le brûleur à gaz selon ce brevet français, ainsi que
celui, du même type général, selon le brevet Italien
IT 1 184 715, cité dans le brevet français précité, et dont
ce dernier propose un perfectionnement visant à refroidir la
tête de combustion des becs de brûleur pour améliorer la
combustion et réduire la production de NOx par abaissement
de la température de flamme, sont tels que les becs de
brûleur sont directement adjacents les uns aux autres, de
sorte que de l'air secondaire ne puisse participer à la
combustion en passant entre les becs de brûleur. Le brevet
Italien précité propose même que les lignes de contact entre
les becs de brûleur adjacents soient rendues étanches pour
éviter le passage d'air secondaire vers les flammes.
Mais aucun de ces deux brevets ne décrit comment les
becs de brûleur sont supportés, maintenus assemblés, et
montés sur la structure de la chaudière ou du chauffe-bain
ou chauffe-eau. De même, aucun de ces deux brevets ne
propose de mesure technique pour simplifier l'assemblage des
becs de brûleur d'un bloc-brûleur, et/ou pour permettre un
espacement des becs de brûleur avec au moins un pas
prédéterminé.
Il s'en déduit que les moyens de support et
d'assemblage des becs de brûleur des brûleurs à gaz selon
ces deux brevets, ainsi que les moyens de montage des
brûleurs à gaz sur la structure de la chaudière, sont des
moyens classiques, connus à cet effet, tels que ceux
mentionnés ci-dessus en référence à la figure 1.
Le tube en U qui traverse les becs de brûleur selon
le brevet français précité a uniquement pour fonction de
véhiculer un fluide caloporteur, en l'occurrence de l'eau du
circuit de chauffage, pour refroidir la tête des brûleurs et
éviter sa surchauffe.
En conséquence, ces brûleurs à gaz de l'état de la
technique présentent sensiblement les mêmes inconvénients
que ceux présentés ci-dessus, en raison de la présence de
pièces de tôlerie nécessaires à l'assemblage des becs de
brûleur les uns aux autres et par rapport à la nourrice de
gaz, à leur support, et au montage des blocs brûleurs ainsi
obtenus sur la structure de la chaudière ou du chauffe-bain
ou chauffe eau.
Par la présente invention, on se propose de remédier
aux inconvénients précités, et de proposer un brûleur à gaz
du type précité, qui convienne mieux que ceux de l'état de
la technique aux diverses exigences de la pratique, en
particulier par une simplification de la conception
d'ensemble du brûleur à gaz.
D'autres buts de l'invention sont de proposer un
brûleur à gaz de type précité, dont la structure, comportant
un nombre réduit de pièces, permet, de par la conception, un
degré d'automatisation plus élevé pour l'assemblage, et/ou
une plus grande modularité, et/ou une standardisation plus
aisée, ce qui conduit à une réalisation plus économique d'un
tel brûleur à gaz.
A cet effet, les perfectionnements apportés par
l'invention portent, d'une part, sur la structure et le
procédé d'assemblage des becs de brûleur pour constituer le
bloc brûleur, et, d'autre part, sur la structure et le
procédé de montage et réalisation d'un bloc brûleur et d'un
module de brûleur à partir du bloc brûleur précité, monté
sur un support recevant également moins une nourrice de gaz
et des dispositifs complémentaires pour l'allumage et le
contrôle du brûleur, ainsi, éventuellement, qu'au moins une
vanne d'alimentation en gaz, de sorte que ce module brûleur
serve d'élément de base pour construire les brûleurs à gaz
montés dans des appareils de chauffage d'eau du type
chaudière à gaz et chauffe-eau ou chauffe-bain à gaz.
Selon la présente invention, ces buts sont atteints
à l'aide d'un brûleur à gaz du type dit « atmosphérique »,
pour l'équipement notamment d'un chauffe-eau ou chauffe-bain
ou d'une chaudière à gaz, et comprenant un bloc brûleur
comportant un ensemble de becs de brûleur présentant chacun
un conduit de passage de mélange de gaz combustible et d'air
comburant qui débouche dans une rampe de combustion allongée
au niveau du bord supérieur du bec de brûleur, les becs de
brûleur de l'ensemble étant sensiblement parallèles
assemblés les uns aux autres et supportés par au moins deux
éléments de support rigides, allongés et rectilignes,
sensiblement perpendiculaires aux becs de brûleurs et
traversant chacun des orifices ménagés en regard dans tous
les becs de brûleur, qui sont fixés auxdits éléments de
support au niveau desdits orifices, en étant espacés entre
eux d'au moins un pas prédéterminé, et qui se caractérise en
ce que lesdits éléments allongés de support et assemblage
des becs de brûleur du bloc brûleur assurent également le
support du bloc brûleur sur un support de la chaudière ou du
chauffe-bain ou chauffe-eau.
Avantageusement de plus, lesdits éléments allongés
assurent le support du bloc brûleur sur ledit support en
reposant sur ce dernier, qui est de préférence de largeur
standard, par les surfaces latérales externes desdits
éléments allongés, dont la longueur dépend, de préférence,
du nombre de becs de brûleur du bloc brûleur.
Ainsi, au moins deux simples éléments de support
rigides, allongés et rectilignes, telles que des tiges ou
barres, à priori d'une longueur indéfinie mais appropriée à
recevoir tout nombre voulu de becs de brûleur, sont utilisés
pour assembler et supporter le bloc brûleur constitué par
ces becs de brûleur, dont le nombre et les dimensions
peuvent être adaptés à l'obtention de toute puissance de
chauffage souhaitée au niveau du bloc brûleur. Ces au moins
deux mêmes éléments de support allongés sont également
utilisés pour le montage, sans outillage particulier ni vis
ni rivet, d'un bloc brûleur ainsi réalisé sur un support de
chaudière, qui peut être un support standard, c'est-à-dire
utilisable quelles que soient la puissance et les dimensions
du bloc brûleur.
Avantageusement en outre, selon une conception
simplifiée et économique du bloc brûleur, au moins un bec de
brûleur, mais de préférence chacun d'eux, comprend deux
flancs de tôle accolés l'un contre l'autre et délimitant
entre eux ledit conduit et ladite rampe, et au moins un
orifice de passage d'un élément de support allongé dans
ledit bec de brûleur, mais de préférence chaque orifice dans
chaque bec, est délimité par un pied tubulaire ménagé dans
un premier flanc dudit bec de brûleur avec une section
transversale dont la forme et les dimensions sont
sensiblement ajustées à celles de la section transversale
dudit élément de support allongé, et traversant un trou
percé dans le second flanc dudit bec de brûleur avec une
section transversale de même forme mais de dimensions
légèrement supérieures à celles de la section transversale
dudit élément de support allongé, ledit pied tubulaire étant
légèrement tronconique et convergeant dans le sens de
l'emmanchement de l'élément de support allongé dans le bec
de brûleur, de sorte que ledit bec de brûleur est maintenu
en position sur les éléments de supports allongés emmanchés
dans les becs.
Avantageusement, pour faciliter la réalisation des
becs de brûleur et permettre l'automatisation de leur
assemblage, au moins un pied tubulaire du premier flanc d'au
moins un bec de brûleur, mais de préférence chaque pied
tubulaire du premier flanc de chaque bec de brûleur, est
ménagé par perçage d'un trou dans le premier flanc et
déformation dudit premier flanc autour dudit trou, de
préférence par poinçonnage, en un manchon légèrement
tronconique en saillie et convergeant du côté dudit premier
flanc qui est tourné vers ledit second flanc dudit bec de
brûleur.
L'automatisation du procédé d'assemblage est encore
facilitée si, de plus, les deux flancs de tôle d'au moins un
bec de brûleur, et de préférence de chacun d'eux, sont
sertis l'un contre l'autre le long d'au moins une partie de
leurs bords, avec un pied tubulaire du premier flanc
traversant un trou en regard dans le second flanc au niveau
de chaque orifice de passage d'un élément de support allongé
ménagé dans ledit bec de brûleur.
Ces mesures permettent en outre de garantir une
bonne étanchéité interne du bec de brûleur (étanchéité entre
son conduit de passage et l'atmosphère ambiante) si le pied
tubulaire du premier flanc au niveau de chaque trou de
passage de tube est obtenu après le sertissage pliage des
deux flancs.
Avantageusement de plus, les éléments de support
allongés sont des tubes, de préférence de section
transversale sensiblement circulaire ou oblongue, et au
moins un bec de brûleur, mais de préférence chacun d'eux,
est bloqué en position sur au moins un tube, et de
préférence sur chacun d'eux de préférence coupé à longueur,
par expansion radiale dudit tube par l'intérieur, ce qui
assure un ferme blocage des becs de brûleur en position sur
les tubes, afin de garantir la conservation de la position
des becs de brûleur les uns par rapport aux autres, et donc
du ou des pas entre eux.
En vue de réaliser un module brûleur, destiné à être
monté dans une chaudière à gaz, un chauffe-bain ou chauffe-eau
à gaz, le bloc brûleur est avantageusement monté par
lesdits éléments de support allongés sur un cadre support,
sur lequel les éléments de support reposent avantageusement
par leur surface latérale externe et sur lequel est
positionnée et fixée au moins une nourrice de gaz équipée
d'injecteurs de gaz en dont chacun injecte du gaz
combustible dans un venturi d'entrée du conduit d'un bec de
brûleur respectif, selon une direction sensiblement coaxiale
à l'axe du venturi.
Pour permettre la réalisation simplifiée de modules
brûleur ayant des performances adaptées à différentes
applications et/ou à des gammes d'appareil dans une même
application, le cadre support est avantageusement un cadre
standard apte à supporter des blocs brûleur comportant des
becs de brûleur dont les dimensions et/ou nombres sont
différents d'un bloc brûleur à l'autre.
En outre, le cadre support est avantageusement et
simultanément un support de montage de dispositifs
auxiliaires, tels que des dispositifs d'allumage du brûleur
et de contrôle de flamme, et éventuellement, d'au moins une
vanne d'alimentation en gaz, ainsi qu'un support de montage
du module brûleur constitué du bloc brûleur et du cadre
support, dans une chaudière, chauffe-bain ou un chauffe-eau
à gaz.
Dans une forme avantageusement simple de
réalisation, le cadre support présente une forme générale en
U entre les deux côtés duquel est montée une première
pluralité de becs de brûleur d'un bloc brûleur, qui peut
comprendre une seconde pluralité de becs de brûleur montés à
l'extérieur des deux côtés du cadre support en U, et
répartis, de préférence en nombre égal, à l'extérieur de
chacun des deux côtés du cadre support en U.
Ce mode de réalisation permet de fabriquer un module
brûleur comportant un nombre N0 de becs de brûleur en
version de base, et de procéder à un accroissement, vers
l'extérieur et de façon équilibrée et de part et d'autre du
cadre en U, du nombre N de becs de brûleur pour une version
à puissance nominale plus élevée, pour laquelle N=N0 +2 x n
où n est un nombre entier naturel (n = 1, 2, 3,...).
Afin de faciliter le montage d'un bloc brûleur sur
un cadre support, ce dernier est aménagé pour recevoir les
éléments de support allongés, et, avantageusement, les deux
côtés du cadre support en U présentent chacun au moins deux
encoches de réception de l'un respectivement des éléments de
support allongés, l'un au moins desdits éléments de support
étant verrouillable par clipsage dans les encoches qui le
reçoivent, et dans lesquelles cet élément repose par sa
surface latérale externe. Cette structure permet
l'assemblage d'un module brûleur par un procédé de montage
rapide, avec un nombre réduit de pièces, et qui peut être
facilement automatisé, en particulier si, de plus, les deux
encoches de réception d'un premier élément de support
allongé sont avantageusement agencées en palier de rotation
dudit élément de support avec ledit bloc brûleur par rapport
au cadre support, et les deux encoches de réception d'un
second élément de support allongé sont agencées pour
recevoir ledit second élément de support après rotation du
bloc brûleur avec le premier élément de support et sont à
proximité d'au moins une butée pour au moins un clip à effet
ressort coopérant avec ledit second élément de support et
ladite butée pour verrouiller ledit second élément de
support et le bloc brûleur sur le cadre support.
Lorsque les éléments de support allongés sont des
tubes, dans un mode de réalisation préféré, et comme proposé
dans le brevet français précédemment cité, ces tubes sont
aptes à la circulation d'un fluide caloporteur de
refroidissement du bloc brûleur, et/ou d'eau à chauffer par
la chaudière, le chauffe-bain ou le chauffe-eau, et qui est
ainsi pré-chauffée.
Avantageusement en outre, afin d'augmenter la plage
de fonctionnement en puissance du brûleur, liée au débit de
gaz combustible consommé, et en particulier afin d'étendre
cette plage de fonctionnement vers des niveaux de plus
faible puissance, il est proposé, de manière connue en soi,
de fractionner l'alimentation en gaz des becs de brûleur à
partir d'un certain seuil de puissance, de façon à ne garder
en fonctionnement qu'une seule partie du brûleur, pour
maintenir, par bec de brûleur, une puissance unitaire
optimale au maintien des performances de combustion du
brûleur, d'une part, et du rendement du générateur thermique
auquel le brûleur est associé, d'autre part.
Il est connu que les brûleurs atmosphériques
fonctionnent correctement dans une plage de modulation de
puissance, en terme de consommation de gaz de 1 à 3, c'est-à-dire
que, pour une chaudière de puissance nominale de 24
kW, la puissance minimale de fonctionnement est de l'ordre
de 8 kW. En dessous de cette puissance, le fonctionnement du
brûleur devient plus aléatoire, car la puissance par bec de
brûleur devient trop faible, en raison notamment d'un
mauvais entraínement d'air primaire du fait de la faiblesse
de l'impulsion du gaz injecté au niveau de chaque injecteur,
de combustions incomplètes (production de CO), de
difficultés de détection de flamme, et de difficultés de
calibrage du débit de gaz au niveau du clapet de la ou des
vannes d'alimentation en gaz.
A cet effet, le brûleur est avantageusement tel que
chaque bec de brûleur de l'ensemble des becs du bloc brûleur
appartient à l'un respectivement d'au moins deux sous
ensembles de becs, dont chaque sous ensemble, de préférence
constitué de becs de brûleur disposés en alternance
sensiblement régulière avec des becs de brûleur d'au moins
un autre sous ensemble de becs, est alimenté en gaz
combustible par une commande d'alimentation indépendante de
la commande d'alimentation du ou des autres sous ensembles
de becs, de sorte que le brûleur présente une puissance de
chauffe modulable par la commande du choix du ou des sous
ensembles de becs alimentés en gaz combustible. Ainsi, le
"fractionnement" du brûleur en deux ou plus de deux sous
ensembles de becs permet de faire fonctionner chacun de ces
sous ensembles dans des conditions optimales. Dans ce cas,
il apparaít possible d'atteindre une puissance minimale de
l'ordre de 4 kW, avec une plage de modulation de 1 à 6, en
reprenant l'exemple évoqué ci-dessus.
Cette réduction de puissance est avantageusement
recherchée pour le fonctionnement en mode chauffage des
appareils tels que chaudières, chauffe-bains ou chauffe-eau,
afin d'adapter au mieux leur générateur thermique aux
besoins réels de chauffage des logements, en particulier en
mi-saison.
Dans un mode de réalisation préféré, le bloc brûleur
comporte deux sous ensembles de becs de brûleur tels que les
becs de chacun des deux sous ensembles sont disposés en
alternance avec les becs de brûleur de l'autre sous ensemble
sur les mêmes éléments de supports allongés, et les becs de
chacun des deux sous ensembles ont leur conduit de passage
qui s'ouvre, par leur venturi d'entrée, et pour être
alimenté en mélange gaz-air, sur l'un respectivement de deux
côtés opposés du bloc brûleur qui s'étendent sensiblement
parallèlement aux éléments de supports allongés.
Dans cette configuration, pour l'assemblage et le
support des becs de brûleur sur deux éléments de supports
allongés de même diamètre externe, chaque bec présente deux
orifices de même diamètre, sensiblement égal à celui des
éléments de support, et disposés symétriquement par rapport
à un axe vertical médian du bec pour permettre la rotation
de 180° autour de cet axe des becs d'un sous-ensemble par
rapport aux becs de l'autre sous-ensemble, lors du montage
du bloc brûleur, chaque bec du bloc brûleur ayant, au niveau
de l'un des orifices, un pied tubulaire venant d'un premier
des deux flancs de tôle de ce bec, et traversant un trou du
second flanc de tôle dudit bec, tandis qu'au niveau de
l'autre orifice, ledit bec présente un trou ménagé dans le
premier des deux flancs de tôle de ce bec et traversé par un
pied tubulaire venant du second flanc de tôle de ce bec.
Dans cette configuration également, le conduit de
passage de chaque bec de brûleur de chacun des deux sous
ensembles s'ouvre en regard de l'un respectivement des
injecteurs de gaz de l'une respectivement de deux nourrices
de gaz, s'étendant sensiblement parallèlement l'une à
l'autre et aux éléments de support allongés, chacune
sensiblement le long de l'un respectivement des deux côtés
opposés du bloc brûleur, vers lesquels s'ouvrent les
conduits de passage des becs de brûleur, et supportée et
positionnée par un même cadre support.
Mais, comme connu en soit, il est également possible
que les becs de brûleur des deux sous ensembles s'ouvrent
tous par leur conduit de passage sur un même côté du bloc
brûleur, et sont alimentés par deux nourrices, parallèles et
côte à côte ou même intégrées dans un même tube
d'alimentation, chaque nourrice, éventuellement définie par
l'une respectivement de deux conduites de gaz dans un même
tube, alimentant en alternance des injecteurs en regard de
becs de brûleur appartenant alternativement aux deux sous
ensembles de becs du bloc brûleur.
Mais, quelle que soit la réalisation pratique des
deux nourrices et quelle que soit leur position par rapport
au bloc brûleur, l'alimentation en gaz du brûleur est
avantageusement assurée par un bloc vanne, présentant une
entrée destinée à être raccordée à un réseau de distribution
du gaz, et deux sorties séparées et indépendantes,
raccordées chacune à l'une respectivement des deux nourrices
de gaz, le bloc vanne comprenant une première vanne de
sécurité, de préférence à modulation de débit de gaz,
disposée à l'entrée du bloc vanne, et deux secondes vannes
de sécurité, fonctionnant en tout ou rien, disposées en aval
de la première vanne, et alimentant chacune l'une
respectivement des deux sorties du bloc vanne.
Ainsi, à l'aide d'un dispositif automatique
d'emmanchement des tiges, barres ou tubes, constituant les
éléments de support allongés, dans les becs de brûleur, il
est possible de réaliser des blocs brûleur comportant des
nombres variables et programmables de becs de brûleurs et de
pas de séparation de ces derniers, en fonction des besoins
exprimés en production.
A cet effet, l'invention propose aussi un procédé de
montage d'un brûleur à gaz tel que défini ci-dessus,
comprenant au moins les étapes consistant à :
- rassembler un certain nombre de becs de brûleur
atmosphériques,
- emmancher au moins deux éléments de support rigides,
rectilignes et allongés dans des orifices en regard dans
lesdits becs, et supporter lesdits becs en les assemblant et
fixant, de préférence séparés entre eux d'au moins un pas,
sur lesdits éléments de support, de sorte à réaliser un bloc
brûleur,
- installer le bloc brûleur dans un cadre support de
sorte à réaliser un module brûleur d'un appareil de
chauffage d'eau,
et qui se caractérise en ce que l'étape d'installation
du bloc brûleur comprend au moins les étapes consistant à :
- déposer le bloc brûleur sur le cadre support en
déposant un premier élément de support allongé du bloc
brûleur par sa surface latérale externe sur au moins deux
paliers du cadre support,
- pivoter le bloc brûleur dans son ensemble par
rotation dudit premier élément de support allongé sur lui-même
dans lesdits paliers du cadre support jusqu'à déposer
un second élément de support allongé par sa surface latérale
externe sur le cadre support, et
- fixer le bloc brûleur sur le cadre support par
verrouillage, de préférence élastique, du second élément de
support allongé sur le cadre support.
En variante, il est possible de réaliser un bloc
brûleur comportant un grand nombre de becs de brûleur dans
lesquels sont emmanchés deux éléments de support allongés de
très grande longueur, puis de tronçonner ce bloc brûleur, en
coupant les éléments de support à longueur entre deux becs
de brûleur, de sorte à constituer des blocs brûleur aux
dimensions requises, pour les applications envisagées.
Selon une première variante du procédé d'assemblage
d'un ensemble brûleur, un module brûleur, de préférence
complet, est pré-assemblé avant son intégration sur un
appareil de chauffage, par fixation du cadre support de ce
module dans l'appareil tel qu'une chaudière. Mais, selon une
seconde variante du procédé d'assemblage, il est possible de
pré-monter sur l'appareil de chauffage, une chaudière à gaz
par exemple, le cadre support entièrement équipé sauf du
bloc brûleur correspondant, puis de déposer et verrouiller
ce bloc brûleur sur le cadre support, dans un second temps,
après au moins une opération de contrôle de l'étanchéité de
la totalité de la ligne d'alimentation en gaz, du robinet de
barrage situé à l'entrée de l'appareil de chauffage,
jusqu'aux injecteurs de chaque nourrice de gaz.
L'invention propose également un procédé de
démontage d'un ensemble brûleur d'un appareil de chauffage
avec brûleur à gaz tel que présenté ci-dessus, qui comprend
au moins les étapes consistant à :
- déverrouiller le bloc brûleur du cadre support en
déverrouillant élastiquement au moins un second élément de
support allongé dudit cadre support,
- faire pivoter le bloc brûleur dans son ensemble sur ledit
cadre support par rotation sur lui-même d'un premier élément
de support allongé dans au moins deux paliers du cadre
support, sur lesquels ledit premier élément de support
allongé repose par sa surface latérale externe, de sorte à
relever le bloc brûleur par rapport audit cadre support, et
- soulever le bloc brûleur de sorte à retirer ledit
premier élément de support allongé desdits paliers du cadre
support, et à séparer ainsi le bloc brûleur dudit cadre
support.
D'autres avantages et caractéristiques de
l'invention ressortiront de la description donnée ci-dessous,
à titre non limitatif, d'exemples de réalisation
décrits en référence aux dessins annexés sur lesquels :
- La figure 1 est une vue en perspective
partiellement éclatée d'un bloc brûleur de l'état de la
technique avec nourrice de gaz,
- La figure 2 est une vue en perspective d'un bec de
brûleur selon l'invention,
- La figure 3 est une vue schématique en coupe
horizontale partielle selon III-III de la figure 2,
- La figure 4 est une vue partielle en perspective
représentant l'ensemble des becs de brûleur d'un bloc
brûleur destinés à être engagés sur deux éléments de support
allongés qui sont des tubes dans cet exemple,
- La figure 5 est une vue analogue à la figure 4
représentant un bloc brûleur selon l'invention après
emmanchement des deux éléments de support allongés (tubes)
dans les becs de brûleur correspondants,
- La figure 6 est une vue en plan d'un module
brûleur comportant un bloc brûleur selon la figure 5 tel que
monté sur un cadre support avec nourrice de gaz et
verrouillage du bloc brûleur sur le cadre par des clips de
verrouillage élastiques,
- La figure 7 est une vue en élévation latérale du
module brûleur de la figure 6 au niveau d'un côté du cadre
support dans lequel sont montés des becs de brûleur,
- La figure 8 représente, schématiquement et à plus
grande échelle, le détail VIII du mécanisme de
positionnement du bloc brûleur dans le cadre support de la
figure 7, au niveau d'un élément de support allongé (tube)
équipé d'un clip de verrouillage élastique,
- La figure 9 représente , schématiquement et
partiellement, une variante de clip de verrouillage
élastique d'un élément de support allongé (tube) dans une
encoche d'un côté du cadre support d'un module brûleur tel
que celui des figures 6 et 7,
- La figure 10 représente, schématiquement, un bloc
brûleur analogue à celui de la figure 5, mais avec 2 sous-ensembles
de becs alternés, et
- La figure 11 représente un bec de brûleur du type
utilisé pour le bloc brûleur de la figure 10.
L'exemple de bloc brûleur 11 de l'invention, qui est
représenté sur la figure 5, comprend, comme le bloc brûleur
1 de l'état de la technique selon la figure 1, un ensemble
d'éléments unitaires identiques, appelés becs de brûleur 12
(en l'occurrence 14 becs 12 sur la figure 5), maintenus
assemblés côte à côte et sensiblement parallèles, et séparés
les uns les autres d'un pas d'espacement qui, dans cet
exemple, est constant, et dont chaque bec 12 est tel que
représenté sur les figures 2 et 3.
Chaque bec 12 comprend un corps constitué de deux
flancs de tôle 14 et 15, assemblés par sertissage l'un
contre l'autre avec des portions planes accolées 14a et 15a,
le flanc 15 ayant des bords 15b repliés et rabattus autour
de bords 14b du flanc 14, comme représenté sur les figures 2
et 3. Les deux flancs 14 et 15 peuvent être deux pièces
séparées de tôle, ou deux parties, pliées l'une contre
l'autre, d'une même pièce de tôle. Chaque flanc 14 et 15 a
ses portions planes telles que 14a et 15a, qui s'étendent
sensiblement de part et d'autre d'une portion galbée 14c ou
15c, délimitant une moitié d'un conduit, et de sorte que,
lorsque les deux flancs 14 et 15 sont accolés l'un à
l'autre, leurs portions galbées et complémentaires 14c et
15c délimitent entre elles un conduit de passage 16. Ce
conduit 16 est constitué, depuis l'entrée dans un côté
latéral du bec 12 à sa sortie au niveau du bord supérieur du
bec 12, d'un venturi d'entrée 16a, de forme classique en
convergent tronconique, prolongé axialement, au-delà d'un
col de faible dimension axiale, d'un divergeant tronconique
16b faiblement divergeant, lui-même prolongé par un
divergent aplati et coudé 16c s'évasant sur la longueur du
bec 12 et débouchant en sortie dans la face supérieure du
bec 12 par une rampe de combustion allongée 13. Cette
dernière est chevauchée par une tête de combustion 17 (voir
figures 4 et 5), de forme générale parallélépipédique
allongée avec une grille transversale de guidage et
d'accrochage de flamme.
Chaque bec 12 est traversé, dans chacune des deux
portions planes 14a et 15a de ses flancs 14 et 15, par l'un
respectivement de deux orifices 18, sensiblement identiques
dans cet exemple, pour le passage d'éléments de support et
d'assemblage pouvant être des tiges ou barres rigides
rectilignes, mais qui sont, dans cet exemple, des tubes
cylindriques rigides et rectilignes de support et
d'assemblage décrits ci-après. Chaque orifice 18 est défini
par une structure représentée sur la figure 3. Chaque
orifice 18 est obtenu par perçage d'un trou circulaire 19
dans l'un des flancs, par exemple le flanc 14, avec un
diamètre légèrement supérieur au diamètre nominal du tube
correspondant, et, dans l'autre flanc, par exemple le flanc
15, par perçage d'un trou circulaire avec déformation de
matière de ce flanc 15 autour du trou par poinçonnage, de
sorte à former un pied tubulaire 20 en forme de petit
manchon faiblement tronconique ou trou «soyé», de diamètre
interne sensiblement ajusté au diamètre externe du tube
correspondant. Ce pied tubulaire 20, formé en saillie
latérale sur le flanc 15 du côté du flanc 14, traverse le
trou 19 du flanc 14 et converge légèrement (angle au sommet
α de faible valeur sur la figure 3) du côté du flanc 14.
La particularité de ce mode de réalisation des
orifices 18 réside dans le passage du pied tubulaire
légèrement tronconique 20 d'un flanc, tel que 15, dans le
trou 19 de l'autre flanc, tel que 14, lors de l'opération de
sertissage des deux flancs 14 et 15, ce qui a pour avantage
de garantir l'étanchéité « interne » du bec 12, entre son
conduit 16 et l'atmosphère ambiante, par le contact du bord
du trou 19 contre la périphérie du pied tubulaire 20, ce
dernier étant obtenu après le pliage des deux flancs 14 et
15.
Après disposition des becs 12 dans leur position
relative dans l'ensemble des becs 12 sur une machine
d'assemblage automatique, deux tubes 21 cylindriques de
section circulaire en acier, d'un diamètre externe compris
entre environ 7mm et environ 10mm, sont emmanchés,
sensiblement perpendiculairement aux becs 12, chacun dans
l'un respectivement des deux orifices 18 de chaque bec 12 de
l'ensemble, et dans le sens de la convergence des pieds
tubulaires 20, comme représenté sur la figure 4, pour
obtenir le bloc brûleur 11 de la figure 5, sur lequel chaque
tube 21 coupé à longueur traverse tous les orifices 18 en
regard les uns des autres, au voisinage de l'une des faces
avant et arrière du bloc brûleur 11.
Après emmanchement automatique des tubes 21 dans les
orifices 18 des becs 12 de l'ensemble, un ferme blocage ou
verrouillage de chaque bec 12 en position axiale sur les
tubes 21 est obtenu par une expansion radiale d'au moins un
tube 21, et de préférence des deux tubes 21. Cette expansion
radiale peut être assurée par admission temporaire dans le
tube 21 d'un fluide hydraulique sous haute pression, qui
gonfle les tubes 21 et les déforme radialement et
plastiquement vers l'extérieur en les appliquant contre la
face interne des pieds tubulaires 20, laquelle face interne
constitue la face d'appui sur la surface latérale externe
des tubes 21 pour le maintien en position des becs 12.
En variante, cette expansion radiale des tubes 21
peut être assurée mécaniquement, par des moyens introduits
dans les tubes 21 et provocant leur déformation plastique
radialement vers l'extérieur, d'une manière analogue à celle
obtenue par la technique connue de dudgeonnage. On créé
ainsi une contrainte permanente de serrage entre chacun des
tubes 21 et chacun des becs 12, au niveau des pieds
tubulaires tronconiques 20, afin de garantir la conservation
des positions relatives des becs 12 espacés deux à deux d'un
pas prédéterminé, constant ou variable le long des tubes 21.
Grâce à cette particularité résidant dans
l'assemblage des becs de brûleur 12 par l'emmanchement des
tubes 21 dans ces becs 12 et sensiblement
perpendiculairement à ces derniers, à l'aide d'un dispositif
automatique d'emmanchement, on bénéficie de la possibilité
de réaliser, au moyen de ce dispositif, des blocs brûleur 11
dont le nombre de becs 12 et le ou les pas séparant ces
derniers sont variables et programmables en fonction des
besoins exprimés en production, ce qui procure une grande
souplesse et une excellente réactivité logistique à un
atelier de production.
En variante, en utilisant des tubes rectilignes 21
non coupés à longueur , et de grande longueur, il est
possible de réaliser un bloc brûleur de très grande longueur
car comportant un très grand nombre de becs de brûleur 12
dans lesquels sont emmanchés des tubes 21 très longs, puis
de tronçonner ce bloc brûleur pour constituer des blocs
brûleurs aux dimensions requises et comprenant les nombres
requis de becs de brûleurs 12 pour les applications
souhaitées, le tronçonnage consistant uniquement à couper
les tubes 21 entre les deux becs 12 voisins de deux paires
de becs suffisamment espacées axialement le long des tubes
21 pour laisser les nombres requis de becs 12 sur les
tronçons de tubes 21 ainsi découpés.
Les tubes 21, et plus généralement les éléments de
support allongés rigides et rectilignes utilisables, tels
que tiges et barres, constituent ainsi des éléments qui
supportent et assemblent les becs de brûleur espacés du ou
des pas choisis en un bloc brûleur.
A partir d'un bloc brûleur tel que 11 sur la figure
5, on réalise un module brûleur en montant le bloc brûleur
11 sur un support, pouvant être standard, adapté pour
recevoir également, au moins une nourrice de gaz ainsi que
des composants, tels que des électrodes, de dispositifs
auxiliaires, notamment pour l'allumage du brûleur et le
contrôle des flammes, et, éventuellement une ou plusieurs
vannes d'alimentation en gaz, pouvant être associées ou
intégrées à la nourrice ou aux nourrices, afin d'alimenter
en gaz tout ou partie de l'ensemble des becs du bloc brûleur
pour moduler la puissance de chauffe, de sorte que le module
brûleur serve d'élément de base pour la construction des
ensembles brûleurs montés dans les appareils tels que
chaudière à gaz, chauffe-eau ou chauffe bain à gaz.
Comme décrit ci-dessous en référence aux figures 6 à
8, et afin que, simultanément, la dimension du module
brûleur puisse être étendue de sorte à permettre de couvrir
une gamme de produits, le support sur lequel est monté le
bloc brûleur 11 de la figure 5 est un cadre support ayant la
forme générale d'un U couché à plat 22, dont chacun des deux
bras ou côtés 23 du U a son extrémité libre 24 repliée
sensiblement à angle droit vers l'extérieur du U, et dont la
base 25 supporte une nourrice de gaz 26, avec une rampe
commune d'alimentation en gaz 27 et un nombre d'injecteurs
28 qui est égal au nombre des becs de brûleur 12 du bloc
brûleur 11, lorsque tous les becs de brûleur 12 sont
destinés à fonctionner simultanément.
Comme représenté sur la figure 7, chaque injecteur
28 de gaz est en saillie sur le côté de la nourrice 26 qui
est dirigé vers les becs de brûleur 12 et est orienté en
regard du venturi d'entrée 16a du bec de brûleur 12
correspondant et selon l'axe de ce venturi 16a, de sorte à
alimenter ainsi en gaz combustible le conduit 16 de ce bec
de brûleur 12, selon une direction sensiblement coaxiale à
l'axe du venturi 16a, cette injection de gaz combustible
provoquant l'aspiration d'air comburant ambiant, de sorte
qu'un mélange de gaz combustible et d'air comburant parcourt
le conduit 16 jusqu'à déboucher dans les rampe 13 et tête 17
de combustion correspondantes. La nourrice de gaz 26 est
fixée de manière classique, par vissage et/ou boulonnage,
sur la base 25 du cadre support 22 de sorte à assurer son
positionnement par rapport aux becs de brûleur 12, et en
particulier la coaxialité, comme décrit ci-dessus, des jets
de gaz des injecteurs 28 par rapport aux axes des venturis
16a des becs 12.
Comme représenté sur la figure 6, le bloc brûleur 11
est monté sur le cadre support 22 de sorte que les deux
tubes 21 reposent, par leur surface latérale externe, et
sont retenus sur chacun des deux côtés 23 du cadre support
en U 22, entre deux becs de brûleur 12 adjacents entre
lesquels chacun des côtés 23 s'étend. Le cadre support en U
22 est ainsi monté par chacun de ses deux côtés 23 entre les
deux becs de brûleur 12 de l'une respectivement de deux
paires de becs de brûleurs 12 adjacents, à l'intérieur du
bloc brûleur 11. On réalise ainsi un module brûleur qui
comprend un premier groupe de becs de brûleurs 12 s'étendant
entre les deux côtés 23 du cadre support 22, et un deuxième
groupe de becs de brûleurs 12 disposés à l'extérieur des
deux côtés 23, ce deuxième groupe se partageant en deux
sous-groupes, de préférence équilibrés, c'est-à-dire
comportant le même nombre de becs de brûleur 12.
Sur la figure 6, on constate que le premier groupe
comprend 8 becs 12 entre les côtés 23, et que le deuxième
groupe comprend deux sous-groupes de 3 becs 12 chacun,
chaque sous-groupe étant à l'extérieur de l'un des côtés 23
du cadre support 22.
D'une manière générale, ce mode de réalisation
permet d'obtenir un module brûleur comportant N0 becs de
brûleur 12 en version de base, ce nombre N0 correspondant au
nombre des becs 12 du premier groupe(entre les deux côtés 23
du cadre support 22), tandis que pour une version à
puissance nominale plus élevée, l'augmentation du nombre de
becs 12, pour obtenir le nombre total N de becs 12, se fait
à l'extérieur des côtés 23, de préférence de façon
équilibrée, en adaptant le nombre des becs 12 de chacun des
sous-groupes de becs 12 à l'extérieur de l'un des côtés 23.
D'où la formule : N = N0 + 2 x n (où n est un entier
naturel), avec, dans l'exemple de la figure 6, N0 = 8 et
n = 3. Le cadre en U 22 est donc un support standard qui
peut être utilisé, en principe, quel que soit le nombre de
becs de brûleur du bloc brûleur.
Pour supporter le bloc brûleur 11 en supportant les
deux tubes 21 par leur surface latérale externe, le cadre
support en U 22 est aménagé de sorte que chacun de ses deux
côtés 23 présente, dans son bord supérieur 29(voir figure
7), une première encoche 30 sensiblement en forme de demi-cercle
de diamètre correspondant au diamètre extérieur de
celui des deux tubes 21 qui est plus proche de la base 25 du
cadre support en U 22. Cette première encoche 30 est ménagée
vers cette base 25 et dans un rebord sensiblement vertical
du bord supérieur 29, dans lequel une deuxième encoche 31
est ménagée vers l'extrémité 24 du côté 23 la plus éloignée
de la base 25 du cadre support en U 22. Cette deuxième
encoche 31 a également sensiblement la forme d'un demi
cercle de diamètre correspondant au diamètre externe de
celui des deux tubes 21 qui est le plus éloigné de la base
25 du cadre 22, cette deuxième encoche 31 s'ouvrant vers le
haut et vers l'extrémité 24 du côté 23 correspondant. Ainsi,
la première encoche 30 est aménagée sensiblement en palier
de support et de rotation du tube 21 le plus proche de la
base 25, tandis que la deuxième encoche 31 reçoit et
supporte l'autre tube 21 lorsque le bloc brûleur 11 dans son
ensemble est pivoté vers le bas, après engagement du tube 21
voisin de la base 25 dans la première encoche 30 des deux
côtés 23 puis par rotation d'ensemble du bloc brûleur 11 par
ce tube 21 dans les premières encoches 30, jusqu'à l'appui
de l'autre tube 21 dans les deuxièmes encoches 31 des deux
côtés 23. L'ensemble du bloc brûleur 11 est ensuite
immobilisé en position sur le cadre support 22 par des clips
de verrouillage 32, par exemple deux clips à effet ressort,
qui immobilisent le tube 21 le plus éloigné de la base 25 du
cadre support 22 dans les deuxièmes encoches 31 des bras 23.
Comme représenté schématiquement sur la figure 8, chaque
clip de verrouillage 32 peut être réalisé sous la forme d'un
ressort de torsion enroulé autour d'une portion du tube 21
correspondant, et dont une patte d'extrémité 33 est amenée
par déformation élastique, sous une butée 34 de retenue
aménagée dans le prolongement de l'un des bords de la
deuxième encoche 31 correspondante, dans le bord supérieur
29 du côté 23 correspondant, d'une part, et, d'autre
part,est retenue par l'extrémité 35 de la patte 33 dans une
fente et sous une deuxième butée 36 découpée dans le bord
supérieur 29 de ce côté 23, à son extrémité voisine de
l'extrémité repliée 24 de ce bord 23, comme représenté sur
la figure 8. L'autre patte d'extrémité 37 du clip 32 en
ressort de tension est arrêtée contre le tube 21, par
serrage contre ce dernier et/ou blocage derrière une butée
(non représentée) sur le tube 21 ou encore engagement dans
un trou percé dans le bord 23. De la sorte, par la manoeuvre
de l'extrémité 35 de la patte 33, on peut dégager cette
dernière des deux butées 36 et 34 si un opérateur souhaite
libérer le tube 21 correspondant de son blocage dans les
deuxièmes encoches 31, afin de soulever par pivotement le
bloc brûleur 11 avec rotation de l'autre tube 21 dans les
premières encoches 30, pour ensuite pouvoir dégager le bloc
brûleur 11 du cadre support 22, pour des opérations
d'entretien, maintenance ou réparation par exemple.
En variante comme représenté schématiquement sur la
figure 9, le tube 21' le plus proche de l'extrémité du côté
23' correspondant peut-être clipsé élastiquement dans un
clip à effet ressort 32' configuré en U légèrement refermé,
monté et retenu dans l'encoche 31' dans le bord supérieur
29' du côté 23', et de sorte que ses branches courbes
puissent s'écarter élastiquement au passage du tube 21' puis
se refermer l'une vers l'autre, en étant limité par les
butées formées par les bords de l'encoche 31', selon un
agencement bien connu.
On comprend que les structures décrites ci-dessus du
bloc brûleur 11, d'une part, et du cadre support 22, d'autre
part, permettent un procédé d'assemblage-démontage rapide de
l'ensemble brûleur, avec un nombre réduit de pièces, par
rapport aux réalisations actuelles. Concernant le procédé
d'assemblage d'un ensemble brûleur, deux variantes sont
possibles. Selon une première variante, on assemble le
module brûleur comme décrit ci-dessus et comme représenté
sur la figure 6, avant de l'intégrer sur l'appareil de
chauffage. La seconde variante consiste à prémonter sur
l'appareil de chauffage, une chaudière par exemple, le cadre
support 22 entièrement équipé sauf du bloc brûleur 11 ,
puis, dans un deuxième temps, à mettre en place et
verrouiller le bloc brûleur 11 sur le cadre support 22 après
avoir procédé à une opération de contrôle d'étanchéité de la
totalité de la ligne d'alimentation de gaz, depuis le
robinet de barrage à l'entrée de la chaudière, jusqu'aux
injecteurs 28 de la nourrice de gaz 26 supportée par le
cadre support 22.
Le procédé de démontage de l'ensemble brûleur
comprend les étapes ci-dessus, mais dans un ordre inverse,
c'est-à-dire qu'il consiste essentiellement à :
- déverrouiller le bloc brûleur 11 du cadre support 22
en déverrouillant élastiquement le second tube 21 (le plus
éloigné de la base 25) du cadre support 22,
- faire pivoter le bloc brûleur 11 dans son ensemble
sur le cadre support 22 par rotation sur lui-même du premier
tube 21 (le plus proche de la base 25) dans les deux paliers
30 du cadre support 22, sur lesquels le premier tube 21
repose par sa surface latérale externe, de sorte à relever
le bloc brûleur 11 par rapport au cadre support 22, et
- soulever le bloc brûleur 11 de sorte à retirer le
premier tube 21 des paliers 30 du cadre support 22, et à
séparer ainsi le bloc brûleur 11 du cadre support 22, pour
réparation ou entretien du bloc brûleur 11.
En outre, comme connu du brevet français précité,
les tubes 21 peuvent être utilisés pour faire circuler à
travers eux de l'eau à chauffer par la chaudière, et qui est
ainsi préchauffée, en refroidissant le bloc brûleur et en
évitant la surchauffe des rampes de combustion.
Pour les raisons présentées ci-dessus, l'extension,
vers des niveaux de plus faible puissance, de la plage de
fonctionnement en puissance du brûleur est assurée en
subdivisant l'ensemble des becs de brûleur 12 d'un bloc
brûleur tel que 11 de la figure 5 en au moins deux sous-ensembles,
dont chacun a ses becs de brûleur 12 alimentés en
gaz indépendamment de l'alimentation des becs 12 des autres
sous ensembles. Ainsi, par le choix du ou des sous ensembles
de becs alimentés en gaz combustible, on peut commander une
modulation de la puissance de chauffe.
Dans un exemple de réalisation simple et pratique,
le bloc brûleur 11 de la figure 5 a son ensemble de becs de
brûleur 12 subdivisé en deux sous ensembles constitués
chacun par des becs 12 pris selon une alternance, de
préférence sensiblement régulière, avec des becs de brûleur
12 de l'autre sous ensemble, et, dans un cas simple, chacun
des deux sous ensembles de becs 12 est constitué d'un sur
deux, en alternance, des becs 12 consécutifs d'une extrémité
à l'autre du bloc brûleur 11, dans la direction des tubes
21.
Ainsi, un premier sous ensemble est constitué des
becs 12A, en alternance avec les becs 12B de l'autre sous
ensemble.
Bien entendu, lorsqu'un tel bloc brûleur 11
subdivisé en deux sous ensembles de becs 12A et 12B est
monté sur le cadre support 22 des figures 6 et 7, par
exemple, la nourrice de gaz 26 doit être doublée, pour que
chacun des sous ensembles de becs 12A et 12B puisse être
alimenté en gaz indépendamment de l'autre. Il est possible
d'installer deux nourrices 26 alimentant chacune les becs
12A ou 12B de l'un respectivement des deux sous ensembles,
mais il est également possible que la nourrice 26 présente
deux rampes 27 d'alimentation en gaz s'étendant
parallèlement le long de la nourrice 26 et dont chaque rampe
27 n'alimente que 1 sur 2 des injecteurs 28 en alternance
sur toute la rangée d'injecteur 28, comme cela a déjà été
proposé dans les documents de brevet suivants de l'état de
la technique : GB 962 187, DE 196 05508 et EP 1 484 555, la
structure des becs tels que 12A d'un sous ensemble pouvant,
éventuellement, être modifiée par rapport à celle des becs
tels que 12B de l'autre sous ensemble, afin que leurs
venturis 16a soient décalés verticalement d'un sous ensemble
à l'autre, pour permettre leur alimentation en gaz par deux
nourrices telles que 26 parallèles et côte à côte ou deux
rampes d'alimentation 27 dédiées chacune à l'un
respectivement des deux sous ensembles de becs 12A et 12B et
intégrées dans une seule nourrice 26.
Dans l'autre exemple de réalisation de bloc brûleur
11' de la figure 10, dont la structure de base est la même
que celle du bloc brûleur 11 de la figure 5, les deux sous
ensembles de becs de brûleur sont constitués chacun par des
becs 12'A ou 12'B alternés avec les becs de l'autre sous
ensemble, et qui sont montés, assemblés et fixés sur les
deux tubes 21 après rotation, lors de l'assemblage, de 180°
de chacun des becs 12'B par rapport à chacun des becs 12'A,
ou inversement, d'un angle de 180° autour d'un axe vertical
et médian AA du bec 12' de la figure 11.
Ainsi, les becs 12'A et 12'B étant montés en
position alternée d'un sous ensemble à l'autre, et d'un bec
à l'autre, par pivotement lors de l'assemblage, deux zones
d'injection de gaz sont créées le long des deux grands côtés
du bloc brûleur 11', puisque les venturis d'entrée 16a de
tous les becs 12'A s'ouvrent sur le côté droit sur la figure
10, alors que les venturis d'entrée 16a des becs 12'B de
l'autre sous ensemble s'ouvrent tous sur le côté gauche du
bloc brûleur 11', dont tous les becs de brûleur 12'A et 12'
B sont identiques à celui 12'de la figure 11.
A cet effet, et par rapport aux becs de brûleur 12A
et 12B du bloc brûleur 11 de la figure 5, qui sont également
tous identiques les uns aux autres, le bec 12' de la figure
11 présente quelques aménagements structurels, lui
permettant d'appartenir à l'un ou l'autre des deux sous
ensembles de becs 12'A et 12'B par simple rotation de 180°
autour de son axe vertical médian AA.
Ces aménagements sont, d'une part, que les deux
orifices 18A et 18B de chaque bec 12' sont symétriques l'un
de l'autre par rapport à l'axe AA, et sont donc d'un même
diamètre correspondant sensiblement au diamètre externe des
deux tubes 21 sur lesquels le bec 12' est destiné à être
engagé. D'autre part, comme chaque bec 12' est d'une
structure analogue à chaque bec 12 des figures 2 et 3,
c'est-à-dire constitué par l'assemblage par pliage et
sertissage de deux flancs de tôle 14 et 15, conformés pour
délimiter entre eux le conduit 16 de passage de mélange gaz
combustible-air primaire comburant, chaque bec 12' est tel
qu'au niveau de l'un 18A des deux orifices, le pied
tubulaire 20 délimitant cet orifice 18A vient, comme sur
chaque bec 12, du flanc de tôle 15 et traverse un trou
ménagé dans l'autre flanc de tôle 14, tandis qu'au niveau de
l'autre orifice 18B, le pied tubulaire 20 vient du flanc de
tôle 14 et traverse un trou ménagé dans l'autre flanc de
tôle 15, comme visible sur les figures 10 et 11. Pour le
reste, les becs 12 et 12' sont semblablement constitués.
Pour recevoir le bloc brûleur 11', un cadre support,
tel que le cadre en U 22 des figures 6 et 7, est aménagé,
notamment de sorte à supporter deux nourrices de gaz telles
que 26, qui peuvent être alimentées simultanément ou
séparément, et dont chacune s'étend le long de l'un
respectivement des grands côtés du bloc brûleur 11' vers
lequel s'ouvrent respectivement les venturis 16a des becs
12'A ou 12'B de chacun des deux sous ensembles. La structure
de chacune des deux nourrices, ainsi montées sur deux côtés
opposés du bloc brûleur 11', peut être semblable à celle de
la nourrice 26 des figures 6 et 7, avec, pour seule
différence, que chacune des deux nourrices n'alimente en gaz
que sensiblement la moitié des injecteurs 28, chacun en
regard du venturi 16'a de l'un des becs 12'A ou 12'B du sous
ensemble correspondant. En effet, le conduit de passage 16
de chaque bec de brûleur 12' de chacun des deux sous
ensembles 12'A et 12'B s'ouvre en regard de l'un
respectivement des injecteurs de gaz 28 de l'une
respectivement des deux nourrices de gaz, chacune analogue à
la nourrice 26, et s'étendant sensiblement parallèlement
l'une à l'autre et aux tubes 21, chacune sensiblement le
long de l'un respectivement des deux grands côtés opposés du
bloc brûleur 12' en étant supportée et positionnée par un
cadre support, tel que 22. Ainsi, l'agencement général des
becs 12' du bloc brûleur 11' reprend sensiblement un
agencement connu notamment par les documents de brevet
suivants : DE 299 03585 U1, GB 4391, GB 236 631 et EP
1 484 554.
Ainsi, la puissance nominale (Pn) du brûleur est
obtenue par l'alimentation simultanée des deux nourrices en
gaz, et donc le fonctionnement simultané des becs 12' des
deux sous ensembles, et la modulation de débit de gaz
d'alimentation des deux nourrices peut être réalisée sur une
plage (Ps, Pn), où la borne inférieure de la plage Ps est
égale à Pn / 2 ou Pn / 3 . Dès que la puissance devient inférieure
à Ps, l'alimentation en gaz d'une des nourrices peut être
arrêtée, et on poursuit l'alimentation de l'autre nourrice
entre la valeur Ps et une valeur minimale Pmin. Par exemple,
si Pn = 24 kW, et Ps = 12kW on peut obtenir Pmin = 4kW, de
sorte à obtenir une modulation dans un rapport de 1 à 6, au
lieu de 1 à 3.
Pour l'alimentation en gaz des deux nourrices
associées au bloc brûleur 11' de la figure 10, on peut, de
manière connue par l'état de la technique (voir en
particulier les documents de brevet suivants : FR 2 800 848,
GB 2 201 765, FR 1 428 857 et EP 1 484 555) utiliser un bloc
vanne d'alimentation en gaz disposant d'une entrée de gaz
raccordable à un réseau de distribution de gaz, et de
sorties séparées et indépendantes, dont chacune est
raccordée respectivement à l'une des deux nourrices. Le bloc
vanne comprend une 1ère vanne disposée à l'entrée du bloc
vanne, assurant la fonction de 1ère vanne de sécurité, et de
préférence permettant la modulation de débit de gaz grâce à
un actionneur, qui peut être un moteur pas à pas ou un
électro aimant modulant. En aval de cette 1ère vanne, le bloc
vanne comprend également deux vannes de sécurité,
fonctionnant chacune en tout ou rien, reliée chacune à l'une
respectivement des deux sorties raccordées aux nourrices, et
constituant la 2ème vanne de sécurité du circuit de gaz
respectif.
Pour ces raisons, l'ensemble brûleur ainsi réalisé
apparaít d'une conception simplifiée, et standardisée, et
comporte un nombre réduit de pièces, pouvant être regroupées
selon une modularité améliorée. La conception de l'ensemble
brûleur, et en particulier du bloc brûleur de l'invention,
permet un degré d'automatisation plus élevé pour
l'assemblage, avec une réduction substantielle des coûts de
fabrication, de montage et de démontage, et donc aussi une
réduction des coûts de maintenance et d'entretien.