<Desc/Clms Page number 1>
Brûleur à gaz fonctionnant par rayonnement notamment pour fours ou chaudières.
Cette invention se rapporte aux brûleurs à gaz fonctionnant par rayonnement et se propose de leur apporter divers perfectionnements permettant la construction d'un brûleur de construction nouvelle de ce type.
Un but principal de l'invention est de créer un brûleur fonctionnant au gaz, agissant par rayonnement, doté d'une grande efficacité et utilisable dans les chaudières, dans les fours et dans les appareils thermiques analogues.
<Desc/Clms Page number 2>
Un autre but de l'invention est de créer un brûleur à gaz fonctionnant par rayonnement comportant plusieurs éléments réfractaires disposés parallèlement à quelque distance les uns des autres et comportant des parois à surfaces lisses contre lesquelles les flammes provenant d'un élément voisin viennent buter, ce qui porte rapidement l'élément du brûleur à la température d'incandescence.
Un autre but encore de l'invention est de créer un brûleur à gaz fonctionnant par rayonnement, comportant plusieurs éléments réfractaires pourvus de parois latérales parallèles disposées verticalement et dont chacune est traversée par plusieurs canaux disposés horizontalement.
Un autre but encore de l'invention est de créer un brûleur fonctionnant par rayonnement dans lequel le gaz qui s'écoule à travers des canaux ménagés horizontalement dans chacun des éléments du brûleur permet l'action des flammes qui rencontrent les parois planes de l'élément voisin du brûleur, afin de chauffer rapidement les divers éléments de celui-ci jusqu'à la température d'incandescence.
Un autre but encore de l'invention est de permettre la construction d'un brûleur de ce genre comportant une chambre .supérieure ouverte servant de logement aux éléments du brûleur, cette chambre renfermant des garnissages constitués par une matière réfractaire qui sont chauffés jusqu'à l'incandescence par la chaleur qui rayonne à partir des flammes et des éléments du brûleur portés à l'incandescence,
Un autre but encore de l'invention est de créer un brûleur à gaz fonctionnant par rayonnement comme indiqué ciavant et renfermant un support perfectionné partant les éléments réfractaires du brûleur.
Enfin un autre but encore de l'invention est de créer un brûleur à gaz fonctionnant par rayonnement se prêtant à une fabrication et à un entretien peu coûteux sans que pour autant
<Desc/Clms Page number 3>
ses qualités en soient sacrifiées,
D'autres buts et avantages de l'invention découlent de la suite de cette description qui se lit en regard du dessin schématique annexé qui en représente, à titre d'exemple, une réaction à adopter de préférence et dans lequel:
La fig. 1 est une vue en élévation avec coupe partielle d'un brûleur établi comme le prévoit l'invention, la coupe étant faite à la hauteur de la ligne médians longitudinale de ce brûleur,
EMI3.1
la fis. 2 est une vue en plan du brûleur représenté dans la fige 1. ta fiS. 3 est une vue en roupe tl'8nsv.rsale fragmentaire par la ligne '-3 en fig.
l en supposant qu'on regarde dans la direction indiquée par les flèches, cette figure étant dessinée à plus grande échelle.
EMI3.2
De façon générale, l'invention représente Un perfec- tionnement apporté aux brûleurs à gaz fonctionnant par rayonnement comme ceux qui sont décrits et représentés dans
EMI3.3
deux brevets des Etats Unis d'Amérique au nom du même inventeur, , savoir le brevet N 2.781.Q88 du I2 Février 1957 et le brevet N 2 808.878 du 39tL-oe., 195.
Les brûleurs gaz fonctionnant par rayonnement apparte- nt la tschniqus antgr3.eurs et dont 1 ex,atence eat appsl6e ici comportent généralement des élémente constituée par une
EMI3.4
matière réfractaire et dans lesquels sont ednagée des canaux parcourue par le mélange combustible =;.-.-== =.:'---=.-:.-:. . appareils connus, ces canaux présentent une pente a,,¯ndants pouvant 8 f él,:".rer fréquemment jusqu'à 45 0 par rapport à l'horizontale, les flammes traversant ces . , canaux 6tt dir1(es de manière balayer la surface d'un élément voisin du brille",'
<Desc/Clms Page number 4>
sans le rencontrer directement.
En outre, dans de nombreux brûleurs appartenant à la technique antérieure, les surfaces externes des éléments réfractaires présentent des rainures pratiquées dedans et (ou) des nervures faisant saillie par rapport à eux, de sorte que ces surfaces ont une étendue supérieure à celle d'une surface plane. Il en résulte que le temps qui s'écoule entre la mise en fonctionnement du brûleur et l'échauffement des éléments réfractaires montés dedans jusqu'à la température de l'incandescence représente environ 90 secondes, ce qui constitue un inconvénient surtout quand il s'agit d'installations dans lesquelles les brûleurs ne fonctionnent que selon une durée moyenne de trois minutes avant d'être mis au repos.
L'invention permet d'augmenter le rendement thermique des brûleurs à gaz de ce genre fonctionnant par rayonnement en réduisant le temps qui est nécessaire pour chauffer les éléments réfractaires du brûleur jusqu'A l'incandescence. En vue de ce résultat, les parois latérales des éléments rétrao.. taires du brûleur sont planes et ne présentent ni rainures ni nervures augmentant leur étendue surfaciale. Ces parois latérales comportent des perforations ou des canaux disposés horizontalement, de sorte que les flammes crééespar la combustion des gaz s'écoulant à travers ces canaux sont horizontales ou presque horizontales.
Les éléments voisins du brûleur sont, en outre, séparés par une distance telle que les flammes jaillissant de chaque élément heurtent la paroi latérale de l'élément adjacent. Grâce à cette disposi- tion, le temps qui est nécessaire pour chauffer les éléments individuels du brûleur jusqu'à la température d'incandescence est notablement réduit, l'incandescence étant obtenue dans la plupart des cas au bout de quiaze secondes.
Il est évident à cet égard que comme les brûleurs fonctionnant par rayonne- ment ne parviennent pas à leur efficacité thermique maximum
<Desc/Clms Page number 5>
tant que le rayonnement intégral des éléments du brûleur n'est pas atteint, cette diminution du temps nécessaire pour chauffer les éléments du brûleur augmente notablement le rendement d'ensemble de celui-ci surtout quand il s'agit d'installations impliquant de courtes périodes de combustion.
En outre, dans les brûleurs fonctionnant par rayonne- ' ment précédemment construits, les éléments en matériaux ! réfractaires comprennent non seulement une paroi supérieure, des parois latérales et des parois terminales mais une paroi inférieure dans laquelle est pratiquée une perforation placée centralement et coïncidant avec une couronne faisant saillie hors du collecteur d'arrivée du combustible et de l'élément fixé à ce collecteur au moyen d'un ciment céramique. Cette construction oblige à assembler les éléments sur le collecteur dès l'usinage et à prévoir l'expédition du brûleur jusqu'au lieu ou chantier d'utilisation tandis que les éléments en question sont en place dedans.
A cet égard, l'invention améliore cette construction antérieure grâce à la disposition d'éléments réfractaires ne comportant pas de paroi inférieure. Contrairement à ceci, le collecteur d'arrivée du combustible comporte, fixés sur lui, des plateaux métalliques possédant une paroi inférieure plane pourvue de rebords de faible longueur se dressant au- dessus de chacun de ses bords.
Cette disposition permet l'expédition séparée des éléments réfractaires du brûleur par rapport au corps de celui-ci et permet, en outre, un remplacement facile d'un élément, qui vient à être endommagé, sur le chantier,
Suivant la réalisation préférée de l'invention dont il est question ci-après, les plateaux métalliques prévus comme il vient d'être dit butent contre les faces internes des parois latérales de l'enveloppe du brûleur, tandis que les éléments réfractaires de celui-ci se terminent à une faible distance de ces parois et vers l'intérieur de celles-ci.
<Desc/Clms Page number 6>
Des panneaux de matière réfractaire formant un garnissage sont supportés par ces plateaux métalliques et maintenue contre les parois latérales par les éléments du brûleur qui butent contre elles. D'autres panneaux formant de même un garnissage s'étendent également d'une paroi latérale à l'autre aux extrémités des premiers panneaux de garnissage prévus le long des parois latérales. Pendant le fonctionne. ment du brûleur, ces panneaux réfractaires formant gar- i nissage sont chauffés jusqu'à la température d'incandescence et contribuent au rayonnement des éléments du brûleur.
L'invention est décrite ci-après en regard du dessin schématique annexé dont l'examen permet de voir que la botte à vent comprend une paroi inférieure 1 formant fond, des parois latérales 2 et 2. et une paroi terminale 4, ces diverses parois se dressant au-dessus des bords de la paroi inférieure 1. Un couvercle ou capot 2 s'étend depuis l'ex- trémité ouverte de cette botte à vent et se termine par une paroi à feu 6 s'étendant vers le bas qui, dans l'exemple représenté, s'étend légèrement au-dessous du point médian de la boîte à vent,
Suivant la ligne médiane longitudinale de la boîte à vent est disposé un collecteur 10 formant tube mélangeur qui s'étend depuis l'extrémité ouverte de cette botte et traverse la paroi à feu 6 et la paroi terminale 4.
Il est coiffé en cet endroit d'un chapeau convenable 11, Sur le collecteur 10 sont fixés plusieurs plateaux métalliques parallèles espacés dont chacun comprend une paroi inférieure plane 12 au-dessus des bords de laquelle se dressent des rebords 12.'La paroi 12 de chaque plateau présente un orifice 14 correspondant à un orifice semblable pratiqué dans la paroi du collecteur 10.
Le gaz qui arrive au brûleur en empruntant un tuyau adducteur 15 s'écoule à travers un orifice tronconique 16 pour pénétrer à l'intérieur du collecteur 10. Le mouvement du
<Desc/Clms Page number 7>
gaz à travers l'orifice 16 aspire dans le collecteur 10 l'air primaire qui est nécessaire à la combustion. Cet air traverse des orifices qui le mélangent avec le gaz pendant son déplacement à travers le collecteur 10.
Dans chacun des plateaux 12 est monte un élément réfractaire 20 appartenant au brûleur. Cet élément 20 comporte des parois latérales planes parallèles 21 réunies par une paroi supérieure 22 de forme générale semi- circulaire et par des parois terminales 23. Comme le Montre la fig. 3, chaque paroi latérale 21 de l'élément du brûleur présente plusieurs orifices disposés horizontalement par lesquels le gaz et l'air primaire s'écoulant dans le brûleur par les ouvertures 14 peuvent s'échapper hors du brûleur pour entretenir des flammes 25 jail@@ssant horizontalement qui heurtent les parois latérales 21 de l'élément adjacent du brûleur.
On remarquera à l'examen de la fige , que, dans l'élément de brûleur représenté ici à titre d'exemple, les orifices 24 intéressant une des parois latérales 21 se trouvent à mi-distance entre les orifices qui intéressent l'autre paroi latérale. Grâce à ce décalage, quand le brûleur est en fonctionnement, les flammes 25 qui jaillissent d'un de ses éléments se trouvent à mi-distance environ entre les flammes qui jaillissent de l'élément voisin du brûleur.
Il en résulte que l'espace compris entre les éléments voisins du brûleur est virtuellement complètement rempli de flammes. !
Bien que la disposition en quinconce des orifices 24 visibles dans la fig. 3 soit préférable, d'autres disposi- tions impliquant l'alignement des orifices prévus d'un coté de l'élément par rapport aux orifices ménagés sur son autre coté sont également englobées dans la portée de l'invention.
L'air secondaire qui est nécessaire à une combustion complète est aspiré dans la botte à vent à travers on extré- mité ouverte et s'écoule au-dessous d'une chicane 30 disposée horizontalement au-dessous de la paroi à feu et
<Desc/Clms Page number 8>
également au-dessous d'une paroi horizontale 31 constituée par une toile métallique formant écran & travers laquelle l'air s'écoule par suite du tirage ascendant résultant de l'action des flammes jaillissant des éléments du brûleur. Un registre de réglage 32 placé à l'extrémité avant de la chicane 30 permet de régler de façon évidente la quantité d'air secondaire.
Les plateaux métalliques 12 s'étendent d'une paroi latérale à une autre paroi latérale de la botte 1 vent ; ils constituent les supports de panneaux réfractaires 35 formant un garnissage qui s'étendent de la paroi à feu jusqu'à la paroi terminale .4. de la boîte à vent. Sur la paroi à est fixé un panneau en matière réfractaire 36 qui bute à ses deux extrémités contre les panneaux des parois latérales. Un panneau réfractaire semblable 37 fixé sur la paroi terminale ! de la botte à vent bute contre les panneaux 35 des parois iatérales. Tous les panneaux réfractaires s'étendent jusqu'au bord supérieur de la boîte à vent, de sorte que la zone de combustion du brûleur comporte partout un garnissage en matière réfractaire.
Ce garnissage de la boîte à vent protège les parties métalliques d'un échauffement excessif.
Le brûleur comprend une veilleuse 40 dant les détails de construction n'ont pas de rapport avec l'invention et qui peut être semblable aux diverses veilleuses qu'on trouve dans l'industrie. Il est préférable d'étudier la construction de façon que les flammes jaillissant du tube 40 heurtent un générateur thermionique 41 fournissant du courant électrique à une vanne à commande électromagnétique (non représentée) réglant l'admission du gaz au brûleur par le tuyau adducteur 15. Les vannes de de genre sont communément employées dans l'industrie et ne font pas partie de l'invention.
Le nombre des éléments 20 du brûleur, leurs dimensions, ainsi que celles du collecteur 10 et de l'orifice 16 peuvent
<Desc/Clms Page number 9>
être modifiés sans s'écarter de la portée de l'invention .
Suivant un exemple de réalisation, dans un brûleur destiné à avoir une capacité horaire de l'ordre de 25.000 grandes calories, il est prévu neuf éléments 20 dans la constitution du brûleur, Le collecteur 10 est constitué par un tuyau ayant un diamètre intérieur de 9 à 10mm. présentant des orifices 17 diamétralement opposés. L'orifice 16 a un diamètre égal à 4 à 5 mm. environ. Les neuf orifices 14 donnant accès au collecteur 10 et desservant les éléments 20. du brûleur 'ont une étendue surfaciale combinée légèrement supérieure à la section droite du collecteur 10.
Les orifices 24 formant la sortie de chaque élément 20 du brûleur sont au nombre de trente-deux et ont une étendue combinée supérieure à la section de l'orifice qui donne accès à l'élément,
Il semblerait que, grâce à la construction qui vient d'être décrite, la totalité du combustible va être amenée aux éléments du brûleur les plus voisins de l'orifice 16 et que l'élément restant va recevoir une quantité de combustible ne convenant pas à un long fonctionnement et que dans ces conditions, une combustion irrégulière va se produire. C'est pourtant le contraire qui est vrai.
En effet, grâce à la construction perfectionnée ici prévue, une combustion régulière se produit dans toute l'étendue du brûleur à condi- tion que le réglage de l'arrivée de l'air secondaire soit opéré correctement. La paroi en toile métallique formant écran s'oppose à tout retour de flamme, à tout ronflement et aux phénomènes analogues, et le fonctionnement résultant se déroule régulièrement. Etant donné que l'air secondaire aspiré à travers la paroi formant écran rencontre directement les flammes 25 ou s'écoule dans leur voisinage immédiat, cet air est chauffé et ne nuit pas au rendement du brûleur.
Ainsi, les produits de combustion qui frôlent les éléments d'échange thermique du four ou de la chaudière ne sont pas refroidis par
<Desc/Clms Page number 10>
de l'air secondaire non chauffé, de aorte que le rendement général de l'installation n'en souffre pas, Le rayonnement est d'ailleurs accru par suite de l'amélioration de l'échauf- fement des éléments réfractaires, ce rayonnement représentant jusqu'à 46% en plus de celui qu'on peut obtenir dans les appareils décrits dans les brevets mentionnés ci-avant ainsi que dans les autres appareils connus appartenant à la techni- que antérieure.
La formulation particulière qu'il convient d'adopter pour constituer les éléments réfractaires du brûleur et les panneaux formant garnissage peut varier sans s'écarter de l'invention. C'est ainsi qu'on peut utiliser avec des résul- tats satisfaisants les éléments constitués par la matière spécifiée dans le brevet des Etats Unis d'Amérique ' n 3.192.24.7 du 29 Juin 1965 en procédant comme il y est indiqué.
On pourra vérifier que des éléments réfractaires constitués par la matière décrite dans ce brevet sont portés à l'incandescence plus rapidement que des éléments constitués par d'autres matières connues,
On voit par ce qui précède que le brûleur prévu par l'invention représente un perfectionnement très net par ' rapport aux brûleurs antérieurs et qu'il peut être fabriqué, entretenu et maintenu en fonctionnement économiquement en assurant un fonctionnement efficace. En fait, réchauffement amélioré et rapide jusqu'à l'incandescence des éléments réfractaires permet l'obtention d'un rayonnement maximum même si le brûleur ne fonctionne que pendant de courtespériodes.
Les détails de construction peuvent être modifiés, sans s'écarter de l'invention, dans le domaine des équivalences techniques,