CA1235366A - Bruleur a gaz du type a premelange et a controle de flamme - Google Patents

Bruleur a gaz du type a premelange et a controle de flamme

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CA1235366A
CA1235366A CA000455857A CA455857A CA1235366A CA 1235366 A CA1235366 A CA 1235366A CA 000455857 A CA000455857 A CA 000455857A CA 455857 A CA455857 A CA 455857A CA 1235366 A CA1235366 A CA 1235366A
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CA000455857A
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Benoit H. Fardeau
Claude Chapuis
Georges Austruy
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Engie SA
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Gaz de France SA
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    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23DBURNERS
    • F23D14/00Burners for combustion of a gas, e.g. of a gas stored under pressure as a liquid
    • F23D14/46Details, e.g. noise reduction means
    • F23D14/72Safety devices, e.g. operative in case of failure of gas supply
    • F23D14/725Protection against flame failure by using flame detection devices
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23DBURNERS
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  • Control Of Combustion (AREA)

Abstract

D E S C R I P T F I F "Brûleur à gaz du type à prémélange et à contrôle de flamme et utilisation de ce brûleur en particulier pour installation à tube immergé" Service National dit : GAZ DE FRANCE L'invention se rapporte à un brûleur à gaz du type à prémélange et à contrôle de flamme. Selon l'invention la cellule (12) de contrôle de flamme est placée en arrière de la chambre (2) de répartition et de la grille (5)) de stabilisation de flamme, la lecture du fonctionnement du brûleur se faisant à travers la chambre (2) et la grille (5). L'invention s'applique notamment à l'équipement d'installations à tube immergé. Figure 1.

Description

~3~3~;~
" .

La pr~sente invention a pour objet des perfectionne-ments à un br~leur ~ gaz du type à pr~m~lange et ~ contrôle de flamme.

Ce type de br~leur est couramment utilis~ dans l'industrie, permettant notamment de fortes puissances de chauffe par unité de surface.

Dè fa~on plus spécifique, le br~leur ~ gaz du type à prém~lange et ~ contrôle de flamme conforme ~ l'invention est du type comportant une arrivée du prémélange air ~ gaz combustible dans une cham~re de répartition débouchant parune grille.de. stabilisation de flamme dans une chambre de com-bustion. Divers travaux ont été effectués sur ce type de brû-leurs, et l'on peut citer notamment le brevet fransais N

69.37574 du 31 Octobre 1969 dépos~ au nom du même demandeur pour un ~brûleur ~ gaz ~ grande puissance de chauffe". Cepen-dant dans ce brevetonvisait essentiellement des applications industrielles spécifiques telles que la soudure de conduites de grand diamètre, le traitement de tô.les , etc. ~'invention concerne au contraire de façon plus particulière le domaine du chauffage par tube immergé; laquelle pose des problèmes spéci-fiques notamment de stabilisation de flammes dus au~fortes fluc-tuations.de.pression.qu'engendre :lacombustion d'une flamme de for-te puissance en milieu compact . En outre, il faut assurer un contrô~e constant et efficace de la flamme pour éviter .

notamment toute extinction; intempestive du brûleur en cours de combustion. Il..en ré.sulte.des conditions particulièrement difficiles de fcnctionnement de la cellule de contr81e de flamme si elle doit travailler en milieu immergé et en étant soumise à de très fortes contraintes thermiques L'invention a pour objet de résoudre les difficul-tés susmentionnées.

A cet effet,conformément ~ l'invention, en vue de faciliter le contrô1e.de la flamme en soustrayant la cellule de contrôle aux contraintes thermiques liées au fonctionne-ment du b~leur,~ladite cellule est placée en arrière de la-I ~dite chambre d~e.répartition derrière ladite grille de stabili-sation-~de~flamme~par rapport ~:la direction d'écoulement du mélange combustlble,:'lisant les conditions de fonctionnement ::

~353~

de la flamme à travers ladite grille . De cette façon la cel-lule de lecture est en fait protégée par la grille ~e répar-tition et par la chambre de répartition interpos~e entre elle et ladite grille. En outre cette disposition permet facilement 5 lorsque le brûleur est destiné ~ équiper un tube immergé de disposer la cellule de contrale en dehors du bain ~ chauffer.
Avantageusement la cellule est placée en arrière dlun embout dont l'axe est dirig~ sensiblement perpendiculai-10 rement à ladite grille de stabilisation de flamme, ledit emboutcommuniquant par un orifice dans ladite chambre de répartition, et une arrivée d'air secondaire sous pression débouchant dans ledit embout. De cette façon est assuré un refroidissment supplémentaire au voisinage de ladite cellule de lecture qui 15 est donc bien ainsi efficacement sous-traite aux contraintes thermiques de fonctionnement du brûleur.
Selon une autre caractéristique de l'invention, une électrode d'allumage est montée à travers ladite chambre de répartition` débouchant par son électrode convenablement iso-20 lée électriquement à-travers ladite grille,de stabilisation et par sa tê~e reliée à l'alimentation électrique en arrière de ladite chambre de répartition~
L'invention s'applique également à l'utilisation de brûleu~s s'adaptant à une chambre de combustion.
L'invention, ses caractéristiques et avantages appara~tront plus clairement à l'aide de la description qui va suivre faite en référence aux dessins annexés dans lesquels:
la figure 1 montre de façon schématique en partie en coupe, en partie en vue ext~rieure et avec arrachements un 30 brûleur ~ gaz conforme à l'invention, la figure 2 montre à plus petite échelle un schéma de montage du brûleur.
En~se reportant tout d'abord à la fi,gure 1 le brû-leur repéré dans son ensemble 1 comporte essentiellement une 35 chambre 2 de répartiion dans laquelle arrive par une conduite - 3 d'alimentation le prémélangeair/gaz combustible débouchant avant~geusement dans la chambre par une ouverture sensiblement tan~ent~ 4 La cham~-e qui a la form- yénérale l'un ' 123~3~

caisson c~lindrique à section sensiblement circulaire est obtur~esur sa face avant par une grille de stabilisation de flamme 5. Cette grille peut être du type décrit au brevet fran~ais susmentionné N69.3757~, comportant essentiellement 5 des orifices de diamètres et de répartition convenables pour assurer un bon accrochage et une bonne stabilisation des flammes à l'entrée de la chambre de combustion 6 et ce pour ~- les puissances considérées de fonctionnement du brûleur.
Sur sa face arrière le caisson formant la chambre 10 de répartition est fermé par une paroi 7. Sur l~ figure on a rep~ré par les lettres AV et AR le côté respectivement "avant" et "arrière" du brûleur en faisant-référence ~ la circulation du mélange co~bustible.dans le br~leur tel que schématisé par les flèches.
Dans l'exemple illustré l'allumage du brûleur est assuré par une électrode 8 alimentée sous.haute tension con-- venable comme schématisé en 9 et convenablement.isolée, l'al-lumage se faisant par étincelles entre la pointe 10 de l'élec-trode d'a.llumage et la paroi voisine du flasque avant 11 mé-tallique convenablement mis à la masse du caisson formant lachambre de répartition 2.
Pour contraler le bon.fonctionnement du brûleur, on a placé derrière la paroi 7 arrière de la chambre 2 une cellu-le de contrôle de flamme 12 sensible au rayonnement ultra-vio-let de-la flamme et "lisant" .l'information ~.travers les ..
orifices de la grille ae stabilisation:de flamme 5. Dans.le montage illustré la-cellule 12 est placée en arrière d'un embout 13 dont l'axe 14 est dirigé sensiblement perpendiculai-rement ~ la grille 5 de stabilisation de flamme, ledit embout - 30 communiquant par un orifice dans la chambre de : ~ répartition 2.

En .16 on apercoit d'autre.part débouchant vers : liarrière de :l'embout 13 un conduit secondaire amenant de l'air sous pression comme indi.qué par la flèche 17, cette cir-culation d'air secondaire assurant un refroidissement supplé-:ment~ire interposé entre la chambre de répartition 2 et la :cellule:12. :
,:
:
, ~ ~ .

.

5~

En se r~f~rant ~ la figure 2, on voi.t que le br~-leur est alimenté en gaz combustible par une conduite 18 et en air principal par un conduit 19, le pr~mélange ~tant ainsi délivré au conduit 3 dans des conditions sensiblement stoe-chiométriques. L'air est dé'livré par un ventilateur ou compres-seur 20 qui alimente non seulement le conduit d'air principal 19 mais également le conduit d'air secondaire 16, les con-. nexions étant ainsi faites que la pression d'arrivée d'air secondaire dans 1'e~bout 13 sera supérieure à celle de l'arri-'vée du prémélange dans la chambre de répartition 2, de façon ~ obtenir le balayage et refroidissement de l'embout 13 par le débit d'air secondaire arrivant en 17 comme désiré.
, De façon classique et qui ne sera.pas décrite, la cellule 12 est reliée au programmateur 21 de fonctionnement du brûleur qui commande,par des connexions convenables l'élec-. trode d'allumage 8 le ventilateur 20 et la vanne asservie 23d'arrivée de gaz.
Revenant à la figure :1 , on note sur le flasque ar-rière 7 des orifices 24 permettant le montage du brûleur sur le bâti fixe du générateur de chauffe.(non représ nté). Sur le flasque avant 11 on note les orific,es 25 permettant l'ajus-tage sur la bride 11 du flasque 26 formant l'entrée de la chambre de combustion 6 qui peut donc etre facilement fixé,e so'us le brûleur. On note d'autre part que le diamètre D de la chambre de comkustion.6 est.nettement supérieur au diamètre d .
. de la grille'5 de stabilisation de flamme.. Cette disposition qui est rendue possible par la forte puissance spécifique autorisée par le brûleur.permet, contrairement à ce qui est fait dans les installations classiques de tube immerge d'éviter : d'avoir à.faire pénétrer assez profondément dans la chambre-de combustion le br~leur, avec tous les inconvénients que cela présente au niveau de l'implantation.
En particulier le brûleur décrit ci-dessus permet'd'équiper des installations de tube immergé de construction .
particulierement compactes, la chambre de combustion immergée : pouvant être constituée par un simple tube court.
Diverses variantes peuvent être apportées au.mode de réal1sation illustré et décrit..
: , :
.

`` ~2,35~fifi , C'est ainsi que l'on peut ~ventuellement pourvoir la chambre de répartition de grillessuppl~mentairesd'homog~n~i-sation et de répartition convenable du pr~m~lange, comrne indi-qu~ par exemple en 27.
. Egalement, bien que l'utilisation d'une ~lectrode d'allumage soit en g~n~ral ;pr~férée, on peut ~ventuellement utiliser pour l'alluma~e du brûleur une torche ou un br~leur annexe qui peuvent être disposés par exemple dans l'axe du brûleur ou sur la chambre de combustion elle meme sur laquelle 10 vient se fixer le brûleur.

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Claims (4)

Les réalisations de l'invention au sujet desquelles un droit exclusif de propriété ou de privilège est revendiqué sont définies comme il suit:
1. Brûleur à gaz du type à prémélange air/gaz combustible comportant une chambre de com-bustion et une chambre de répartition ayant des extrémités avant et arrière ouvertes, l'extrémité
avant ouverte de la chambre de répartition commu-niquant avec une ouverture de la chambre de com-bustion, caractérisé en ce qu'il comprend:
- une conduite d'alimentation débouchant dans la chambre de répartition pour y introduire le prémélange air/gaz combustible suivant un écou-lement tangentiel;
- une vanne d'arrivée de gaz destinée à
contrôler l'alimentation en gaz combustible de ladite conduite d'alimentation;
- une grille de stabilisation de flamme interposée entre l'ouverture de la chambre de com-bustion et l'extrémité avant ouverte de la chambre de répartition de façon à permettre d'une part au prémélange air/gaz combustible de s'écouler de la chambre de répartition dans la chambre de combustion et d'autre part, à contenir la flamme produite par la combustion du prémélange air/gaz combustible dans la chambre de combustion;
- un moyen d'allumage débouchant dans la chambre de combustion pour amorcer la combustion du premélange air/gaz combustible et ainsi produire la flamme;
- un embout ayant une arrivee et une sortie et communiquant par sa sortie avec l'extrémité ar-rière ouverte de la chambre de répartition, ledit embout étant dirigé, suivant son axe longitudinal, sensiblement perpendiculairement à ladite grille de stabilisation de flamme;
- une cellule de contrôle de flamme montée sur l'arrivée de l'embout et sensible aux conditions de fonctionnement de la flamme résultant d'un rayon-nement ultra-violet émis par la flamme à travers la grille de stabilisation de flamme, ladite cellule de contrôle étant destinée à fermer la vanne d'ar-rivée de gaz sur détection d'un rayonnement ultra-violet en-dessous d'une valeur désirée; et - un conduit secondaire connecté au côté
de l'embout et perpendiculairement à l'axe longitu-dinal de ce dernier pour y injecter de l'air sous pression, la pression de l'air pressurisé du conduit secondaire étant supérieure à la pression du pré-mélange air/gaz combustible de la conduite d'ali-mentation de telle sorte que la pression de l'air dans l'embout est supérieure à la pression du pré-mélange air/gaz combustible dans la chambre de ré-partition, la pression plus haute de l'air dans l'embout protégeant la cellule de contrôle contre tout retour de flamme et maintenant la cellule de contrôle dans un environnement à plus basse tempéra-ture.
2. Brûleur selon la revendication 1, ca-ractérisé en ce que le moyen d'allumage comprend une électrode d'allumage montée à travers ladite chambre de répartition, l'électrode d'allumage ayant une tête isolée électriquement débouchant à travers ladite grille de stabilisation de flamme dans ladite cham-bre de combustion.
3. Brûleur selon la revendication 1, ca-ractérisé en ce que ladite grille de stabilisation de flamme est montée dans un flasque fermant à
l'avant ladite chambre de répartition, ledit flasque s'adaptant sur un flasque de montage de la chambre de combustion, ladite grille de stabilisation de flamme ayant un diamètre notablement inférieur à
celui de l'ouverture dudit flasque de montage de la chambre de combustion.
4. Brûleur selon la revendication 1, ca-ractérisé en ce qu'il s'adapte à un ensemble chambre de combustion et tube immergé compact.
CA000455857A 1983-06-08 1984-06-05 Bruleur a gaz du type a premelange et a controle de flamme Expired CA1235366A (fr)

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