EP0509882B1 - Brûleur linéaire - Google Patents

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EP0509882B1
EP0509882B1 EP92400986A EP92400986A EP0509882B1 EP 0509882 B1 EP0509882 B1 EP 0509882B1 EP 92400986 A EP92400986 A EP 92400986A EP 92400986 A EP92400986 A EP 92400986A EP 0509882 B1 EP0509882 B1 EP 0509882B1
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EP
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burner
injectors
combustible gas
tubes
air
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EP92400986A
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German (de)
English (en)
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EP0509882A1 (fr
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Yves Bilcik
Jean-Jacques Chasseing
Jean-Marie Gobaille
Dominique Teillay
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Agi SA
Engie SA
Original Assignee
AGI SA
Gaz de France SA
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23D—BURNERS
    • F23D14/00—Burners for combustion of a gas, e.g. of a gas stored under pressure as a liquid
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23D—BURNERS
    • F23D23/00—Assemblies of two or more burners
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23K—FEEDING FUEL TO COMBUSTION APPARATUS
    • F23K5/00—Feeding or distributing other fuel to combustion apparatus
    • F23K5/002—Gaseous fuel
    • F23K5/005—Gaseous fuel from a central source to a plurality of burners
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T137/00—Fluid handling
    • Y10T137/8593—Systems
    • Y10T137/86389—Programmer or timer

Definitions

  • the invention relates to a linear burner supplied with combustible gas and combustion air.
  • such a burner is also called a ramp burner.
  • It is a burner comprising at least one row of injectors, each injector extending through an opening in a wall of a body of the burner internally forming an air distribution chamber with which said injectors communicate, these injectors being arranged substantially perpendicular to a longitudinal direction in which the body of this burner extends.
  • This type of burner has the advantage of offering a very wide range of heating power.
  • the aforementioned publication FR 2 641 601 proposes to mechanically vary the volume of the burner body, so as to connect to the supplies provided for this purpose a more or less large number of injectors.
  • the object of the invention is in particular to solve the above-mentioned difficulties, by proposing a burner devoid, on the body of the burner, of a gas distribution chamber and of mechanical members for controlling the number of injectors to be supplied, allowing thus improving the general operation and reliability of the system by reducing manufacturing costs.
  • the burner of the invention is characterized in that the injectors with which it is provided are connected individually, or in groups, to a series of fuel gas supply tubes, or to a mixture of combustible gas and air, these tubes passing through the body of the burner to connect externally to a distribution box itself connected to a main supply pipe in which circulates combustible gas or a mixture of combustible gas and air, this housing comprising adjustment means for selectively supplying, in whole or in part, said supply tubes connected to the injectors.
  • the burner body that is to say its frame, contains only one air distribution chamber, without a combustible gas distribution chamber.
  • this burner body may also be in the form of a duct or channel of substantially rectangular or square section in which a slot will be formed extending in the longitudinal direction of the body and through which the injectors will protrude.
  • the adjustment means available to the distribution box adjoining the burner body may consist of metering means for measuring the supply of combustible gas or gas / air mixture to at least some of the injectors.
  • a linear burner 1 is thus seen illustrated according to the invention, comprising an elongated or constructed body 3 internally defining an air distribution chamber 4 intended to supply air (primary or secondary) a series of injectors shown diagrammatically in 5, themselves supplied with combustible gas or with a combustible gas / air mixture by a network of tubes 7a, 7b, 7c ... connected, outside the body 3, to means adjustment identified as a whole 9 and intended to selectively supply, in whole or in part, said injector supply tubes.
  • the adjustment means 9 are housed in a distribution box 11 laterally attached to the body 3 and shown in phantom lines.
  • the injectors 5 are distributed in rows forming in this case a single row or line extending in the longitudinal direction 3a of the body 3.
  • the body 3 in question may advantageously be in the form of a metal conduit or channel of substantially rectangular or square section with a longitudinal slot 12 provided for the passage of the injectors and their adaptation to the body, the interior volume 4 of this body being adapted to form a suitable "air box”.
  • the body 3 can either be open at its opposite longitudinal ends (see FIG. 3) for an air supply atmospheric, either closed at said ends and then connected to a supply air supply line (pressurized air) shown diagrammatically at 16 in FIGS. 1 and 5 and opening into volume 4.
  • a supply air supply line pressurized air
  • the injectors will of course communicate, in a conventional manner, with this interior volume 4 by a peripheral air passage 18 formed at the level of the slot 12, inside an air injection cone or ring 20 surrounding each injector (see in particular Figures 2 and 5).
  • these injectors are here fixed transversely inside the body 3 by flanges 13, 15 and fixing screws 17, so as to pass through an upper wall 3b of this body, through the long slot 12 formed in the direction of the longitudinal direction 3a of the body.
  • the illustrated injector is connected, inside the body, to one of the supply tubes marked 7a, the other injectors in the row being them, either connected individually to other identical supply tubes 7b, 7c ... joined together in sheet 19, or connected in group to a supply tube of larger diameter such as 7d, the connection principle adopted being a function of the field of application of the burner and of the degree of adjustment of the desired power of the injectors taken independently or in small groups.
  • the connection principle adopted being a function of the field of application of the burner and of the degree of adjustment of the desired power of the injectors taken independently or in small groups.
  • FIG. 1 it will moreover be noted on this subject that if the first and fourth injectors are supplied individually by the tubes 7b and 7c, the second and third are on the other hand supplied jointly by the tubes 7a and 7b. (In FIG. 3, another feeding principle has also been envisaged).
  • the tubes 7a, 7b, etc. are themselves connected to a general fuel gas supply duct or a fuel gas / air mixture 21.
  • the distribution box 11 will preferably be fixed laterally to a longitudinal end of the body 3, via a fixing flange 23 in which a passage 25 has been provided for the supply pipes 7a , 7b ... (see Figure 5).
  • the adjustment means 9 the role of which, as has been said, is to allow, from outside the burner body, to selectively supply all or part of the supply tubes connected to the injectors, may have various shapes. It is however advisable to choose means allowing the dosing of the fuel gas supply or gas / air mixture of at least some of these injectors.
  • these means consist of a series of solenoid valves 24 interposed inside the volume of the housing 11 on each supply tube 7a, 7b ..., downstream of their common connection to the general conduct 21.
  • the adjustment means in question have been replaced by a sliding sector system comprising a fixed part 27 in the thickness of which are locally formed orifices 29 in number at least equal to the number of tubes supply 7a, 7b ... to which these orifices are connected on one side, communicating, on the other side, with the general supply line 21, via a distribution chamber 31 (see FIG. 5).
  • a moving part 33 In contact with and opposite the fixed part 27 slides, for example in rotation, a moving part 33 having through its entire thickness a slot 35 (see Figures 3 and 4) such that it can cover in a gas-tight manner, or uncover, all or part of the orifices 29 of the fixed part 27, by displacement of the movable part .
  • this movable part 33 may be in the form of a rotary sector having a slot 35 in an arc of a circle, the orifices 29 of the fixed part 27 then being in correspondence , also arranged in an arc.
  • control linkage 37 that can be actuated from outside the housing to act on the moving part 33, via a plate 39.

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Description

  • L'invention concerne un brûleur linéaire alimenté en gaz combustible et en air comburant.
  • Dans la technique, on appelle également un tel brûleur : brûleur à rampe.
  • Un exemple de brûleur de ce type peut être trouvé dans la demande de brevet FR 2 641 601.
  • Il s'agit d'un brûleur comprenant au moins une rangée d'injecteurs, chaque injecteur s'étendant à travers une ouverture ménagée dans une paroi d'un corps du brûleur formant intérieurement chambre de distribution d'air avec laquelle lesdits injecteurs communiquent, ces injecteurs étant disposés sensiblement perpendiculairement par rapport à une direction longitudinale dans laquelle s'étend le corps de ce brûleur.
  • Ce type de brûleur présente l'avantage de proposer une gamme de puissance de chauffage très étendue.
  • Son utilisation est répandue notamment dans l'industrie alimentaire.
  • Il permet une bonne répartition de la zone de chauffage ainsi, a priori, qu'un possible réglage relativement précis de la puissance, compte-tenu de la multiplication des injecteurs et de leur répartition.
  • Pour favoriser la variation de la largeur active du brûleur, c'est-à-dire adapter aux besoins du chauffage le nombre d'injecteurs devant fonctionner, la publication précitée FR 2 641 601 propose de faire varier mécaniquement le volume du corps du brûleur, de manière à raccorder aux alimentations prévues à cet effet un nombre plus ou moins important d'injecteurs.
  • Un tel réglage mécanique par des pièces en mouvement présente malgré tout certains inconvénients liés en particulier à des problèmes d'étanchéité et éventuellement de tenue mécanique des pièces d'entraînement, les pistons prévus à cet effet pouvant notamment se bloquer.
  • En outre, sur le brûleur en cause, il pourra être difficile de connaître le volume utile dégagé du corps du brûleur et donc la puissance de chauffage disponible. De surcroît, dans certaines conditions, une instabilité de flamme pourrait apparaître, les pertes de charge s'avérant inégalement réparties à l'intérieur du corps.
  • On notera également qu'un tel appareil impose la réalisation d'un ensemble comprenant un nombre important de pièces et notamment la présence non seulement d'une chambre de distribution d'air, mais également, disposée à l'intérieur, d'une chambre de distribution de gaz combustible, les injecteurs étant alors alimentés "globalement" via cette seconde chambre.
  • L'invention a notamment pour objet de résoudre les difficultés sus-mentionnées, en proposant un brûleur dépourvu, sur le corps du brûleur, de chambre de distribution de gaz et d'organes mécaniques de commande du nombre d'injecteurs devant être alimentés, permettant ainsi d'améliorer le fonctionnement général et la fiabilité du système en en diminuant les coûts de fabrication.
  • Plus précisément, le brûleur de l'invention se caractérise en ce que les injecteurs dont il est muni sont raccordés individuellement, ou par groupes, à une série de tubes d'alimentation en gaz combustible, ou en un mélange de gaz combustible et d'air, ces tubes traversant le corps du brûleur pour se raccorder extérieurement à un boîtier de répartition lui-même raccordé à une conduite d'alimentation principale dans laquelle circule du gaz combustible ou un mélange de gaz combustible et d'air, ce boîtier comprenant des moyens de réglage pour alimenter sélectivement, en tout ou partie, lesdits tubes d'alimentation reliés aux injecteurs.
  • Ainsi, le corps du brûleur, c'est-à-dire son bâti, ne renferme qu'une chambre de distribution d'air, sans chambre de distribution de gaz combustible.
  • Avantageusement, ce corps de brûleur pourra se présenter en outre sous la forme d'un conduit ou canal de section sensiblement rectangulaire ou carrée dans lequel sera ménagée une fente s'étendant dans la direction longitudinale du corps et à travers laquelle dépasseront les injecteurs.
  • Selon une autre caractéristique de l'invention, les moyens de réglage dont dispose le boîtier de répartition adjoint au corps du brûleur pourront consister en des moyens de dosage pour roser l'alimentation en gaz combustible ou en mélange gaz/air de certains au moins des injecteurs.
  • Pour la réalisation des moyens de réglage, parmi d'autres pouvant être envisagés, deux ont plus particulièrement été retenus, à savoir un système à électrovannes et un système à secteur coulissant permettant d'obturer ou de découvrir une série d'orifices reliés aux tubes d'alimentation des injecteurs.
  • Bien entendu, à la fois dans un but de compacité et de fiabilité, sans excès de coût, la disposition du boîtier de répartition à côté du corps du brûleur auquel le boîtier sera fixé par une bride est apparue comme une solution tout à fait favorable.
  • D'autes caractéristiques et avantages de l'invention vont encore apparaître de la description qui va suivre faite en référence aux dessins annexés donnés à titre d'exemples non limitatifs, et dans lesquels :
    • la figure 1 est une vue schématique d'un premier mode de réalisation d'un brûleur linéaire conforme à l'invention,
    • la figure 2 est une vue en coupe dans le sens de la ligne II-II de la figure 1,
    • la figure 3 est une vue également schématique en perspective d'une variante de réalisation du brûleur de la figure 1,
    • la figure 4 est une vue schématique illustrant le principe de fonctionnement du moyen de réglage utilisé sur le brûleur de la figure 3 pour l'alimentation sélective des tubes d'alimentation reliés aux injecteurs,
    • et la figure 5 est une vue locale en coupe transversale longitudinale d'une réalisation techniquement possible du brûleur illustré schématiquement sur la figure 3.
  • Sur la figure 1 tout d'abord, on voit donc illustré un brûleur linéaire 1 conforme à l'invention, comprenant un corps allongé ou bâti 3 définissant intérieurement une chambre de distribution d'air 4 destinée à alimenter en air (primaire ou secondaire) une série d'injecteurs schématisés en 5, eux-mêmes alimentés en gaz combustible ou en un mélange gaz combustible/air par un réseau de tubes 7a, 7b, 7c... reliés, à l'extérieur du corps 3, à des moyens de réglage repérés dans leur ensemble 9 et destinés à alimenter sélectivement, en tout ou partie, lesdits tubes d'alimentation des injecteurs.
  • Les moyens de réglage 9 sont logés dans un boîtier de répartition 11 adjoint latéralement au corps 3 et représenté en traits fantômes.
  • De manière classique, les injecteurs 5 sont répartis en rangs formant en l'espèce une seule rangée ou ligne s'étendant dans la direction longitudinale 3a du corps 3.
  • Comme illustré, le corps 3 en question pourra avantageusement se présenter sous la forme d'un conduit ou canal métallique de section sensiblement rectangulaire ou carrée avec une fente longitudinale 12 prévue pour le passage des injecteurs et leur adaptation sur le corps, le volume intérieur 4 de ce corps étant adapté pour former une "boîte à air" convenable.
  • Suivant le type d'alimentation retenu, le corps 3 pourra soit être ouvert à ses extrémités longitudinales opposées (voir figure 3) pour une alimentation en air atmosphérique, soit fermé à cesdites extrémités et alors relié à une conduite d'alimentation en air soufflé (air sous pression) schématisée en 16 sur les figures 1 et 5 et débouchant dans le volume 4. Dans l'un et l'autre cas, les injecteurs communiqueront bien entendu, de manière classique, avec ce volume intérieur 4 par un passage d'air périphérique 18 formé au niveau de la fente 12, à l'intérieur d'un cône ou anneau d'injection d'air 20 entourant chaque injecteur (voir en particulier figures 2 et 5).
  • Comme on le voit plus clairement sur la figure 2, ces injecteurs sont ici fixés transversalement à l'intérieur du corps 3 par des brides 13, 15 et vis 17 de fixation, de manière à traverser une paroi supérieure 3b de ce corps, à travers la longue fente 12 ménagée dans le sens de la direction longitudinale 3a du corps.
  • Sur cette figure 2, on remarquera que l'injecteur illustré se raccorde, à l'intérieur du corps, à l'un des tubes d'alimentation repérés 7a, les autres injecteurs de la rangée étant eux, soit raccordés individuellement à d'autres tubes identiques d'alimentation 7b, 7c... réunis en nappe 19, soit raccordés en groupe à un tube d'alimentation de plus fort diamètre tel que 7d, le principe de raccordement retenu étant fonction du domaine d'application du brûleur et du degré de réglage de la puissance désirée des injecteurs pris indépendamment ou par petits groupes. Sur la figure 1, on remarquera d'ailleurs à ce sujet que si les premier et quatrième injecteurs sont alimentés individuellement par les tubes 7b et 7c, les deuxième et troisième sont par contre alimentés en commun par les tubes 7a et 7b. (Sur la figure 3, un autre principe d'alimentation a encore été envisagé).
  • A l'intérieur du boîtier 11, les tubes 7a, 7b... sont eux-mêmes raccordés à un conduit d'alimentation générale en gaz combustible ou en un mélange gaz combustible/air 21.
  • Comme illustré sur les figures 1, 3 et 5, le boîtier de répartition 11 sera de préférence fixé latéralement à une extrémité longitudinale du corps 3, via un bride de fixation 23 dans laquelle aura été prévu un passage 25 pour les tuyaux d'alimentation 7a, 7b... (voir figure 5).
  • Les moyens de réglage 9 dont le rôle, on l'a dit, est de permettre, à partir de l'extérieur du corps du brûleur, d'alimenter sélectivement en tout ou partie les tubes d'alimentation reliés aux injecteurs, pourront présenter diverses formes. Il est toutefois conseillé de choisir des moyens permettant le dosage de l'alimentation en gaz combustible ou en mélange gaz/air de certains au moins de ces injecteurs.
  • Deux exemples de réalisation ont été représentés sur les figures.
  • Sur la figure 1 tout d'abord, ces moyens consistent en une série d'électrovannes 24 interposées à l'intérieur du volume du boîtier 11 sur chaque tube d'alimentation 7a, 7b..., en aval de leur raccordement commun à la conduite générale 21.
  • Ces électrovannes pourront bien entendu être reliées à tout système de commande et de contrôle habituel, via notamment un boîtier électronique de commande automatique (non représenté).
  • Sur les figures 3 à 5, les moyens de réglage en question ont été remplacés par un système à secteur coulissant comprenant une pièce fixe 27 dans l'épaisseur de laquelle sont localement formés des orifices 29 en nombre au moins égal au nombre de tubes d'alimentation 7a, 7b... auxquels ces orifices sont raccordés d'un côté, en communiquant, de l'autre côté, avec la conduite d'alimentation générale 21, via une chambre de distribution 31 (voir figure 5).
  • Au contact et en regard de la pièce fixe 27 coulisse, par exemple en rotation, une pièce mobile 33 présentant à travers toute son épaisseur une fente 35 (voir figures 3 et 4) telle que celle-ci puisse couvrir de façon étanche au gaz, ou découvrir, tout ou partie des orifices 29 de la pièce fixe 27, par déplacement de la partie mobile.
  • Comme on le voit plus clairement sur les figures 3 et 4, cette partie mobile 33 pourra se présenter sous la forme d'un secteur rotatif présentant une fente 35 en arc de cercle, les orifices 29 de la pièce fixe 27 étant alors, en correspondance, également ménagés en arc de cercle.
  • Sur la figure 5, on remarquera en outre l'existence d'une tringlerie de commande 37 actionnable depuis l'extérieur du boîtier pour agir sur la pièce mobile 33, via une platine 39.

Claims (8)

  1. Brûleur linéaire comprenant au moins une rangée d'injecteurs (5), chaque injecteur s'étendant à travers une ouverture (12) ménagée dans une paroi d'un corps (3) du brûleur formant intérieurement chambre (4) de distribution d'air avec laquelle lesdits injecteurs communiquent, caractérisé en ce que les injecteurs (5) sont raccordés individuellement ou par groupes à une série de tubes (7a, 7b...) d'alimentation en gaz combustible ou en un mélange de gaz combustible et d'air, ces tubes traversant le corps (3) du brûleur pour se raccorder extérieurement à un boîtier (11) de répartition lui-même raccordé à une conduite (21) d'alimentation principale dans laquelle circule du gaz combustible ou un mélange de gaz combustible et d'air, ce boîtier comprenant des moyens de réglage (9) pour alimenter sélectivement, en tout ou partie, lesdits tubes (7a, 7b...) d'alimentation reliés aux injecteurs.
  2. Brûleur selon la revendication 1 caractérisé en ce que les moyens de réglage (9) du boîtier de répartition (11) consistent en des moyens de dosage pour doser l'alimentation en gaz combustible ou en mélange gaz combustible/air de certains au moins des injecteurs (5).
  3. Brûleur selon la revendication 1 ou la revendication 2 caractérisé en ce que le corps (3) du brûleur se présente sous la forme d'un conduit ou canal de section sensiblement rectangulaire ou carrée dans lequel est ménagée une fente (12) s'étendant dans la direction longitudinale (3a) du corps et à travers laquelle passent lesdits injecteurs.
  4. Brûleur selon l'une quelconque des revendications 1 à 3 caractérisé en ce que les tubes (7a, 7b...) d'alimentation des injecteurs (5) en gaz combustible ou en mélange de gaz combustible d'air sont regroupés par nappe(s) (19) à l'intérieur du corps (3) du brûleur.
  5. Brûleur selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que lesdits moyens de réglage (9) comprennent :
    - une pièce fixe (27) perforée d'au moins autant d'orifices (29) qu'il y a de tubes (7a, 7b...) d'alimentation reliés aux injecteurs (5), ces orifices communiquant avec ledit conduit d'alimentation générale (21),
    - et une pièce mobile (33) présentant une fente (35) traversant cette pièce pour que celle-ci puisse couvrir de façon étanche au gaz, ou découvrir, tout ou partie desdits orifices (29) de la pièce fixe, par déplacement de cette pièce mobile.
  6. Brûleur selon la revendication 5 caractérisé en ce que la pièce mobile (33) se présente sous la forme d'un secteur rotatif commandable par un moyen de commande (37) depuis l'extérieur du boîtier (11), les orifices (29) de la pièce fixe (27) étant, en correspondance, ménagés en arc de cercle.
  7. Brûleur selon l'une quelconque des revendications et 4 caractérisé en ce que lesdits moyens (9) de réglage comprennent des électrovannes (24).
  8. Brûleur selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que le boîtier de répartition (11) est disposé à côté du corps (3) du brûleur auquel il est fixé dans le prolongement d'une extrémité longitudinale de ce dernier.
EP92400986A 1991-04-15 1992-04-08 Brûleur linéaire Expired - Lifetime EP0509882B1 (fr)

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FR9104570A FR2675242B1 (fr) 1991-04-15 1991-04-15 Bruleur lineaire.
FR9104570 1991-04-15

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EP0509882A1 EP0509882A1 (fr) 1992-10-21
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EP92400986A Expired - Lifetime EP0509882B1 (fr) 1991-04-15 1992-04-08 Brûleur linéaire

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EP (1) EP0509882B1 (fr)
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AT (1) ATE116422T1 (fr)
CA (1) CA2066142A1 (fr)
DE (1) DE69200998T2 (fr)
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