Brûleur à prémélange gazeux et chaudière équipée d'un tel brûleur

Abstract

 Un brûleur principal (22) du type à prémélange gazeux est alimenté en gaz par une conduite principale (26) et en comburant par un ventilateur (28), et un brûleur d'allumage est alimenté en gas par une dérivation (33) de las conduite d'alimentation principale (26) et un comburant par une dérivation (34) de la tuyauterie (29) qui raccorde le ventilateur (28) au brûleur principal; le brûleur d'allumage se comporte comme veilleuse atmosphérique à l'arrêt de brûleur principal et comme brûleur à air total pendant le fonctionnement du brûleur principal.

Description

[0001] La présente invention concerne un brûleur à prémélange gazeux pour chaudière notamment à préparation instantanée d'eau chaude sanitaire, ainsi qu'une chaudière équipée d'un tel brûleur à ventilateur amont.

[0002] Dans une chaudière à gaz, le brûleur principal est généralement allumé soit par un brûleur auxiliaire dit d'allumage, soit directement par un moyen électrique. Les brûleurs d'allumage sont de différents types, par exemple de type permanent dit veilleuse, semi-permanent ou semi-permanent alterné avec limitation au temps d'allumage.

[0003] Lorsque le brûleur d'allumage est du type semi-permanent alterné, ou lorsque l'allumage est effectué par un moyen électrique, il est nécessaire pour des raisons de sécurité de prébalayer le circuit de combustion avant chaque allumage du brûleur principal. Dans le cas d'une chaudière à préparation instantanée d'eau chaude sanitaire, le temps de prébalayage, par exemple de 15 secondes, ne permet pas de répondre immédiatement à la demande de l'utilisateur en eau sanitaire et les besoins de celui-ci ne peuvent donc être satisfaits qu'avec un certain retard.

[0004] Il serait possible de balayer en permanence le foyer de la chaudière à gaz en recourant à un flux d'air fourni par un ventilateur fonctionnant même à l'arrêt du brûleur, mais on comprend aisément qu'un tel système pénaliserait le rendement d'exploitation de la chaudière du fait de pertes thermiques prohibitives dues au balayage permanent.

[0005] Il est d'autre part connu d'utiliser dans des chaudières à gaz des brûleurs atmosphériques comprenant un brûleur principal et un petit brûleur d'allumage à fonctionnement permanent dit "veilleuse". Dans un tel brûleur d'allumage, le gaz injecté induit au moyen d'un venturi une partie de l'air de combustion dite "air primaire", tandis que l'autre partie de l'air de combustion dite "air secondaire" est prélevée dans le foyer. Présentant une pression de flamme très faible, une telle veilleuse ne peut pas fonctionner dans une chaudière à foyer étanche munie d'un brûleur principal à prémélange, du fait que la pression du foyer est trop grande et que le taux de C02 est trop élevé.

[0006] Il est possible d'utiliser dans un foyer pressurisé un brûleur d'allumage à air total permettant le fonctionnement en atmosphère confinée ; l'apport de l'air comburant s'effectue alors dans un rapport supérieur au rapport stoechiométrique grâce à un ventilateur surpresseur ; celui-ci permet ainsi de doser le débit d'air nécessaire à la combustion. Mais ce système a le défaut de requérir un débit d'air permanent pénalisant là encore le rendement d'exploitation.

[0007] L'invention vise notamment à remédier aux inconvénients des divers dispositifs exposés, dans un brûleur à prémélange gazeux pour chaudière à préparation instantanée d'eau chaude sanitaire, en utilisant un brûleur d'allumage à fonctionnement permanent doté d'une alimentation en comburant variable selon que le ventilateur est en marche ou à l'arrêt.

[0008] L'invention concerne à cet effet un brûleur à prémélange gazeux pour chaudière à foyer étanche destinée à la préparation instantanée d'eau chaude sanitaire, ce brûleur comprenant, dans le foyer, un brûleur principal à prémélange gazeux, alimenté en gaz par une conduite principale de gaz sous le contrôle d'un bloc électrovanne et en air sous pression par un ventilateur, et un brûleur d'allumage alimenté en gaz par une dérivation de la conduite principale.

[0009] Selon l'invention, le brûleur d'allumage est alimenté en comburant par une dérivation d'une tuyauterie de raccordement étanche du ventilateur avec le brûleur principal

[0010] De la sorte, le brûleur d'allumage se comporte comme une veilleuse atmosphérique à l'arrêt du brûleur principal et comme un brûleur à air total pendant le fonctionnement du brûleur principal.

[0011] La dérivation de comburant peut avantageusement être constituée par un tube de diamètre relativement important, par exemple d'au moins 18 mm, pour autoriser un apport suffisant d'air atmosphérique à l'arrêt du brûleur principal, tube dont l'embouchure est disposée en tant que prise dynamique et ajustable dans la tuyauterie de raccordement étanche du ventilateur avec le brûleur principal.

[0012] La description d'un exemple non limitatif qui suit en regard des dessins annexés va permettre de mieux expliciter l'invention.

[0013] 

La figure 1 représente schématiquement un brûleur d'allumage classique sous forme de veilleuse atmosphérique.

La figure 2 représente de même un brûleur d'allumage classique à air total pour chaudière à gaz à foyer pressurisé.

La figure 3 est le schéma d'une chaudière à gaz à préparation d'eau chaude sanitaire comprenant le brûleur d'allumage conforme à l'invention.

La figure 4 montre une variante de réalisation de la chaudière de la figure 3.

Les figures 5 et 6 représentent schématiquement le brûleur d'allumage dans ses deux modes de fonctionnement.

[0014] Le brûleur d'allumage 10 illustré par la figure 1 présente un injecteur de gaz 11 logé à l'entrée d'un tube à venturi 12 perinettant l'aspiration d'air principal atmosphérique de combustion API ; la combustion est complétée au moyen d'air secondaire atmosphérique AS1 prélevé dans le foyer.

[0015] On voit sur la figure 2 un brûleur d'allumage 13 à air total ; l'injecteur de gaz 14 débouche dans un tube 15 d'arrivée d'air, cet air étant pressurisé au moyen d'un ventilateur V dont le débit est réglé de manière à produire dans un tube mélangeur 16 un mélange à léger excès d'air.

[0016] La veilleuse atmosphérique 10 de la figure 1 ne peut pas fonctionner de manière satisfaisante dans une chaudière à gaz à air soufflé et prémélange gazeux lorsque le brûleur principal fonctionne, tandis que le brûleur d'allumage à air total 13 de la figure 2 n'est pas économiquement adaptable à une telle chaudière. La chaudière à gaz 20 de la figure 3 comprend dans un foyer étanche 21 un brûleur principal 22, un brûleur d'allumage 23, un échangeur fumées-eau 24 et un conduit 25 d'évacuation des fumées ; l'échangeur 24 est constitué par exemple par un tube enroulé en spirale et destiné à la préparation d'eau sanitaire ; il peut également être agencé pour permettre de réchauffer de l'eau de chauffage central.

[0017] Le brûleur principal 22 est alimenté en gaz par une conduite principale de gaz 26, sous la commande d'un bloc-électrovanne 27, et en air sous pression par un ventilateur 28. Celui-ci est relié au brûleur 22 par une tuyauterie de raccordement étanche 29. La conduite de gaz 26 débouche soit en 26a dans une tuyauterie ou une ouie d'aspiration 30 du ventilateur (fig. 3), soit en 26b dans la tuyauterie 29 (fig. 4) ; le prémélange se réalise dans le premier cas dans le ventilateur lui- même et dans le deuxième cas en aval de celui-ci. Le brûleur d'allumage 23 conforme à l'invention présente un injecteur de gaz 31 disposé à l'entrée d'un tube à venturi 32 et alimenté en gaz par une dérivation 33 de la conduite principale de gaz 26 sous la commande du bloc électrovanne 27.

[0018] Le brûleur 23 est alimenté en prémélange gazeux (fig. 3) ou en air (fig. 4) par une dérivation 34 de la tuyauterie de raccordement étanche 29 ; dans le mode de réalisation de la figure 4, la dérivation 34 est située en amont du point 26b. La dérivation 34 est liée au tube à venturi 32.

[0019] La dérivation de comburant 34 est disposée en prise latérale ou en tube de Pitot dans la tuyauterie 29 de façon à bénéficier dans ce dernier cas d'un effet dynamique et elle présente par exemple un embout tubulaire 35 susceptible de rotation autour de son axe 36 et muni d'un orifice 37 coupé en sifflet ; de la sorte, la rotation de l'embout 35 autour de son axe modifie grâce à l'effet dynamique précité le débit de comburant vers le brûleur d'allumage 23 et permet d'ajuster aisément in situ le débit de comburant et l'accrochage de la flamme.

[0020] On voit sur les figures 5 et 6 la configuration de la flamme du brûleur d'allumage à l'arrêt et respectivement lors du fonctionnement du brûleur principal. Sur la figure 5, la flamme relativement haute F5 est obtenue grâce à l'apport d'air primaire AP5 transitant par la dérivation 34 et d'air secondaire AS5 provenant de la tuyauterie 30 via le ventilateur, le brûleur principal et le foyer. Sur la figure 6, la flamme de hauteur réduite F6 est obtenue grâce à l'apport d'air total AT6 ou de prémélange air-gaz AG6 ; la réduction de hauteur de flamme due à la surpression de l'air ou du prémélange n'altère pas la température de la flamme d'allumage.

[0021] Le brûleur à prémélange gazeux décrit fonctionne de la manière suivante :lorsque le bloc électrovanne 27 l'autorise, le brûleur d'allumage 23 est allumé en permanence et, à l'arrêt du brûleur principal 22, reçoit un faible débit de gaz de la dérivation 33 ; le brûleur 23 reçoit d'autre part le débit d'air primaire AP5 nécessaire provenant de la tuyauterie ou l'ouie 30 d'entrée du ventilateur alors au repos et passant par le tube de dérivation 34 puis par le tube à venturi 32. L'air secondaire AS5 est amené par la tuyauterie 30, le ventilateur 28, la tuyauterie 29, le brûleur principal 22 et le foyer 21.

[0022] Lorsque le brûleur principal 22 doit être mis en fonctionnement suite à une demande d'eau chaude sanitaire, le ventilateur 28 est mis en marche et le bloc électrovanne 27 ouvre la liaison 26-26a (fig. 3) ou 26-26b (fig. 4) ; de l'air sous pression parvient à la tuyauterie de raccordement 29.

[0023] L'orifice 37 du tube de dérivation 34 prélève dynamiquement une partie de l'air avec un débit et une pression déterminés par la position en rotation de l'extrémité tubulaire ou douille 35 et par son diamètre relativement grand, par exemple supérieur à 18 mm. Il va de soi que l'on pourrait prévoir un autre moyen d'ajustement ou d'occultation réglable de la section de la dérivation 34.

[0024] D'autre part, la chaudière objet de l'invention peut être du type mixte, c'est-à-dire présenter plusieurs échangeurs destinés respectivement à préparer l'eau chaude sanitaire et à réchauffer de l'eau de chauffage central.

Revendications

1. Brûleur à prémélange gazeux pour chaudière à foyer étanche destinée à la présentation d'eau chaude sanitaire et le cas échéant au réchauffement d'eau de chauffage, comprenant un brûleur principal (22) et un brûleur d'allumage (23), le brûleur principal étant du type à prémélange gazeux et étant alimenté en gaz par une conduite principale de gaz (26) sous la commande d'un bloc-électrovanne (27), et en comburant par un ventilateur (28), le brûleur d'allumage étant alimenté en gaz par une dérivation (33) de la conduite principale,
caractérisé par le fait que le brûleur d'allumage (23) est alimenté en comburant par une dérivation tubulaire (34) d'une tuyauterie (29) de raccordement étanche du ventilateur (28) avec le brûleur principal (22).

2. Brûleur selon la revendication 1, caractérisé par le fait que la dérivation tubulaire (34) est disposée avec un orifice (37) de prise dynamique dans la tuyauterie (29) de raccordement étanche du ventilateur.

3. Brûleur selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé par le fait que la dérivation tubulaire (34) présente un moyen d'ajustement ou d'occultation réglable de sa section.

4. Chaudière à foyer étanche destinée notamment à la préparation intantanée d'eau chaude sanitaire, caractérisée par un brûleur à prémélange gazeux selon l'une quelconque des revendications 1 à 3.

Dessins