EP0675321B1 - Brûleurs à combustible gazeux à très faible émission d'oxyde d'azote - Google Patents

Brûleurs à combustible gazeux à très faible émission d'oxyde d'azote Download PDF

Info

Publication number
EP0675321B1
EP0675321B1 EP95400662A EP95400662A EP0675321B1 EP 0675321 B1 EP0675321 B1 EP 0675321B1 EP 95400662 A EP95400662 A EP 95400662A EP 95400662 A EP95400662 A EP 95400662A EP 0675321 B1 EP0675321 B1 EP 0675321B1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
air supply
fuel
supply passage
injection
gas burner
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
EP95400662A
Other languages
German (de)
English (en)
Other versions
EP0675321A1 (fr
Inventor
Frédéric Bury
Jean-Claude Gauthier
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Entreprise Generale de Chauffage Industriel Pillard SA
Original Assignee
Entreprise Generale de Chauffage Industriel Pillard SA
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Entreprise Generale de Chauffage Industriel Pillard SA filed Critical Entreprise Generale de Chauffage Industriel Pillard SA
Publication of EP0675321A1 publication Critical patent/EP0675321A1/fr
Application granted granted Critical
Publication of EP0675321B1 publication Critical patent/EP0675321B1/fr
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23C—METHODS OR APPARATUS FOR COMBUSTION USING FLUID FUEL OR SOLID FUEL SUSPENDED IN  A CARRIER GAS OR AIR 
    • F23C9/00—Combustion apparatus characterised by arrangements for returning combustion products or flue gases to the combustion chamber
    • F23C9/006—Combustion apparatus characterised by arrangements for returning combustion products or flue gases to the combustion chamber the recirculation taking place in the combustion chamber
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23C—METHODS OR APPARATUS FOR COMBUSTION USING FLUID FUEL OR SOLID FUEL SUSPENDED IN  A CARRIER GAS OR AIR 
    • F23C6/00—Combustion apparatus characterised by the combination of two or more combustion chambers or combustion zones, e.g. for staged combustion
    • F23C6/04—Combustion apparatus characterised by the combination of two or more combustion chambers or combustion zones, e.g. for staged combustion in series connection
    • F23C6/045—Combustion apparatus characterised by the combination of two or more combustion chambers or combustion zones, e.g. for staged combustion in series connection with staged combustion in a single enclosure
    • F23C6/047—Combustion apparatus characterised by the combination of two or more combustion chambers or combustion zones, e.g. for staged combustion in series connection with staged combustion in a single enclosure with fuel supply in stages
    • 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
    • F23D14/20—Non-premix gas burners, i.e. in which gaseous fuel is mixed with combustion air on arrival at the combustion zone
    • F23D14/22—Non-premix gas burners, i.e. in which gaseous fuel is mixed with combustion air on arrival at the combustion zone with separate air and gas feed ducts, e.g. with ducts running parallel or crossing each other
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23C—METHODS OR APPARATUS FOR COMBUSTION USING FLUID FUEL OR SOLID FUEL SUSPENDED IN  A CARRIER GAS OR AIR 
    • F23C2201/00—Staged combustion
    • F23C2201/20—Burner staging

Definitions

  • the present invention relates to improvements in burners with gaseous fuel with very low emission of nitrogen oxide comprising means primary fuel gas injection systems located in the center of the burner and the means secondary injection devices, and intended to be mounted in a hole provided for this in the wall of an enclosure, such as the combustion chamber or hearth of a oven or boiler.
  • All these known devices require a brick or concrete ring refractory disposed around the orifice proper of the burner; moreover, for some, the secondary injection nozzles are located at the periphery and for all, they are arranged in channels dug in said brick block; otherwise, some of them are oriented to create a zone of turbulence and mixing inside the ring where the main flame is formed.
  • the existence of such a ring has drawbacks: it is fragile and risks being damaged by shocks; of plus, dust or pieces of refractories detached from the firebox wall can fall inside the ring which can become partially blocked, causing combustion deterioration requiring cleaning or replacement and therefore a shutdown of the furnace or boiler equipped with the burner.
  • the fuel injectors used in these different known devices are arranged at the periphery of the burner orifice or in channels drilled in the refractory ring; this provision does not allow a good cooling of these fuel injection means and can be the cause of their deterioration.
  • the burner is such that the said means are sufficiently removed secondary injection from each other so that each secondary flame is perfectly separated from adjacent flames.
  • fuel is injected by tertiary injection means located outside the air intake channel, around this one, and possibly each associated with its own air intake channel, and we injects primary, secondary and tertiary fuel gases, relative to the means flame stabilizer so that they do not create a vortex effect or in the air of combustion, nor in the injection of gas.
  • the combustion zone is completely external to the burner itself, which ensures a much longer lifespan of the components thereof; this increase in lifespan is also linked to the fact that all means of injection secondary are located inside the air intake channel, which allows their cooling.
  • the suction of smoke from recirculation produced in the hearth to reduce the presence of oxygen in the flames from these secondary power supplies is ensured in a safe and simple manner.
  • No device for recycling said smoke is located in the fireplace itself or in the combustion zone since they are all inside the burner whose body actually constitutes the combustion air supply channel.
  • the burner as shown in Figures 1 and 2 is a fuel burner gaseous comprising a tubular body the interior of which constitutes a supply channel for combustion air 2 from any power source 22 external to the burner proper, a flame stabilizer 6 constituted by a conical disc provided with ribs and radial slots and disposed in channel 2, towards its outlet orifice 13 by which said channel opens into the focus 3, primary injection means 4 of the fuel in the hearth 3 arranged in the central part of the air intake channel 2, and secondary means 7 for injecting said fuel, distributed peripherally around said primary means 4.
  • the primary injection means consist of several rods arranged around the axis 12 of the channel 12 and whose ends 21 are folded outwards and arranged under the slots of the flame stabilizer 6. These ends of the rods 4 are holes through which combustible gas can be injected into the fireplace, through the flame stabilizer slots 6.
  • the secondary fuel injection means 7 are constituted by feed rods each ending in a single nozzle 19 which opens out each in a conduit 9 for recirculating the fumes produced in the hearth 3.
  • all of these secondary injection means and conduits associated recirculation is located inside the air intake channel 2.
  • the flue gas recirculation conduits 9 open out in the hearth 3 along axes 16 parallel to the main axis 12 of the supply channel 2 by orifices 18.
  • the other ends of the smoke recirculation ducts are put in communication with the hearth 3 through orifices 14 drilled in the wall of the channel inlet 2 and opening at the outer periphery of the burner.
  • the flame stabilizer 6 is carried by a tube 25 arranged in the axis of the channel 2 and in which is housed an ignition torch 26; pilot burner or cane of liquid fuel injection could be housed in the tube 25 in place of the torch 26.
  • edges of the outlet orifices 18 of said flue gas recirculation conduits 9 are located in a plane perpendicular to the axis 12 of the burner, which also contains the edge from the outlet 13 of the channel 2, and slightly in front of the flame stabilizer 6; the flames produced by the combustion of the gaseous mixture leaving these conduits are are therefore located outside the burner proper, beyond the stabilizer flame 6, thus creating a combustion zone external to the burner.
  • the nozzles 19 of the secondary injection means 7 are arranged inside the smoke recirculation ducts 19, at the smoke extraction orifices 14, to create a natural entrainment effect of said fumes through these orifices by the fuel gas ejection speed.
  • the smoke recirculation ducts 9 form growths inside the channel 2 and are effectively cooled by the air which there circulates.
  • the secondary injection means 7-9 In order to obtain separate secondary flames with the objective of reducing the production of nitrogen oxides by staging the combustion, we rule out the secondary injection means 7-9 from each other sufficiently, depending on the diameter of the supply channel 2.
  • the following burner the invention may also include tertiary fuel injection means constituted by rods 10 outside the air supply channel 2, distributed around the burner, and passing peripherally through the wall 1 of the enclosure of the hearth 3; each rod injection 10 is associated with its own channel 15 for supplying combustion air from possibly from the same source of supply 22 of outside air, this surrounding channel the injection rod.
  • These tertiary gaseous fuel injection canes are located along axes 17 each determining a radial plane with the axis 12 of the channel inlet 2 and forming with this axis an angle between 0 to 40 ° in the two directions, that is to say in fact determine a cone of revolution around the axis of the burner 12.
  • the number of tertiary injection rods 10 can be equal to that of secondary injection pipes, as shown in Figure 2, where this number is six; it could be higher due to their arrangement on a larger circle diameter.
  • the end of the body of the burner protrudes from the wall 1 of the hearth enclosure 3.
  • the outlet orifice 13 ′ of the air intake channel 2 ′ is located in the plane of the wall 1 'of the enclosure of the hearth 3'. This wall is dug around the orifices 14 'of the conduits 9' to allow the extraction of smoke; this digging is in made by a circular groove 27 surrounding the end of the burner body.
  • the burner shown in Figure 3 still differs from that of Figures 1 and 2 by the fact that it comprises a single primary fuel injection pipe 4 ′ placed in the axis of the channel 2 'and terminated by a nozzle pierced with several spaced orifices peripherally.
  • the 4 'rod is housed in the tube 25' and the ignition torch 26 'is arranged eccentrically in channel 2 '.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)

Description

La présente invention a pour objet des perfectionnements de brûleurs à combustible gazeux à très faible émission d'oxyde d'azote comportant des moyens d'injection primaires de gaz combustible disposés au centre du brûleur et des moyens d'injection secondaires périphériques, et destinés à être montés dans un orifice prévu pour cela dans le mur d'une enceinte, telle que la chambre de combustion ou foyer d'un four ou d'une chaudière.
Pour réduire la teneur en oxyde d'azote des fumées, il est connu de réduire la teneur en oxygène libre des gaz dans la flamme pour éviter une trop forte combinaison de celui-ci avec l'azote de l'air, et de limiter la température maximale de la flamme. Pour réduire la teneur en oxygène dans la flamme, une solution est de recycler une partie des fumées présentes dans le foyer, pour les mélanger à l'air de combustion. Il est connu de réaliser cette recirculation au moyen de systèmes d'éjection de gaz associés à des conduits d'aspiration des fumées du type à profil "venturi" qui utilisent la dépression créée par l'éjection du combustible.
Par ailleurs, il est connu que, pour limiter les températures maximales des flammes, on peut étager la combustion, c'est-à-dire qu'au lieu de mettre en présence dans une seule zone la totalité du combustible et du comburant, on procède par étapes : pour cela, soit on étage l'injection du comburant sans modifier l'injection du combustible, soit au contraire, on étage l'injection du combustible sans étager celle du comburant.
La présente invention a plus particulièrement objet un brûleur dans lequel on combine les deux procédés ci-dessus de recirculation des fumées, d'une part, et d'étagement de l'alimentation de combustible, d'autre part. De tels brûleurs sont décrits notamment dans les documents suivants :
  • la demande de brevet EP 511878 publiée le 4 novembre 1992, et décrivant un brûleur comportant un anneau en briques ou béton réfractaire prolongeant le conduit d'amenée de l'air de combustion où sont percés différents canaux dans lesquels est injectée, par différentes buses, la totalité des gaz combustibles, certains de ces canaux étant disposés radialement par rapport à l'axe du brûleur pour créer une zone de turbulence et de mélange, et d'autres d'une façon inclinée ou parallèle à l'axe du brûleur pour obtenir un étagement de la combustion ;
  • le brevet US 5238395 délivré le 24 août 1993, et décrivant un brûleur comportant également un anneau en briques ou béton réfractaire, percé de conduits ; la flamme centrale est produite à partir de plusieurs injecteurs d'alimentation primaires injectant le combustible dans des canaux percés dans l'anneau et débouchant à l'intérieur de celui-ci, tangentiellement à sa surface intérieure, pour créer une zone de turbulence et de mélange du gaz combustible avec l'air de combustion, et d'injecteurs d'alimentation secondaires débouchant à l'extérieur de l'anneau pour injecter le combustible le long de sa surface extérieure tronconique et vers l'axe du brûleur ;
  • les brevets US 4 395 223 délivré le 26/07/1983 et US 5 135 387 délivré le 4/08/1992, décrivent des brûleurs comportant un anneau central en matériau réfractaire entourant la buse d'amenée de gaz primaire et entouré par une pluralité de buses d'injection secondaires ; certaines de ces buses créent une zone de mélange alimentées en fumées recyclées grâce, respectivement pour chacun des brevets américains cités, soit à des alvéoles creusées dans l'anneau central et comprenant alors une double paroi interne dans laquelle est aspirée lesdites fumées vers chaque injecteur, soit un conduit amenant celles-ci vers l'ensemble desdits injecteurs et nécessitant des doubles parois dans le four lui-même.
Tous ces dispositifs connus nécessitent un anneau en briques ou béton réfractaire disposé autour de l'orifice proprement dit du brûleur ; de plus, pour certains, les buses d'injection secondaires sont situées à la périphérie et pour tous, elles sont disposées dans des canaux creusés dans ledit bloc de briques ; par ailleurs, certaines d'entre elles sont orientées pour créer une zone de turbulence et de mélange à l'intérieur de l'anneau où se forme la flamme principale. L'existence d'un tel anneau présente des inconvénients : il est fragile et risque d'être détérioré par des chocs ; de plus, des poussières ou des morceaux de réfractaires détachés de la paroi du foyer peuvent tomber à l'intérieur de l'anneau qui peut se boucher partiellement, provoquant alors une détérioration de la combustion nécessitant un nettoyage ou un remplacement et par conséquent, un arrêt du four ou de la chaudière équipée du brûleur. Par ailleurs, les injecteurs de combustible utilisés dans ces différents dispositifs connus, sont disposées à la périphérie de l'orifice du brûleur ou dans des canaux percés dans l'anneau réfractaire ; cette disposition ne permet pas un bon refroidissement de ces moyens d'injection de combustible et peut être la cause de leur détérioration.
L'objectif de la présente invention est donc de pouvoir éviter les inconvénients cités ci-dessus dans les dispositifs actuels et de :
  • développer une technologie sans ouvreau stabilisateur de flamme, constitué d'un anneau ou d'un manchon en matériau réfractaire fragile, et telle que la zone de combustion soit totalement externe au corps du brûleur proprement dit et se situe entièrement dans le foyer ;
  • utiliser le principe d'étagement de la combustion avec des flammes élémentaires séparées, en refroidissant les moyens d'injection de combustible dans les meilleures conditions,
  • recirculer les fumées de la combustion pour diminuer la teneur en oxygène libre dans les flammes, et cela sans nécessiter de conduit ou de dispositif de recirculation complexe, ni de disposition particulière de la sole ou de la paroi du foyer.
Une solution au problème posé est un brûleur et un procédé d'exploitation dudit brûleur à combustible gazeux comportant des moyens d'injection primaires du combustible dans un foyer disposés dans la partie centrale d'un canal d'amenée de l'air de combustion, et des moyens d'injection secondaires du combustible répartis périphériquement autour desdits moyens primaires, lesdits moyens secondaires débouchant dans des conduits de recirculation des fumées de combustion produites dans le foyer ; suivant la présente invention :
  • on injecte ledit combustible gazeux par lesdits moyens d'injection primaires et secondaires suivant des axes approximativement parallèles à celui du canal d'amenée, vers l'orifice de ce dernier et au niveau d'un stabilisateur de flamme, de telle sorte que l'on crée une zone de combustion externe à ce canal et constituée par les flammes des moyens d'injection primaires et celles des moyens d'injection secondaires,
  • on prélève une partie des fumées de combustion produites dans le foyer par des conduits débouchant à une de leurs extrémités à travers la paroi dudit canal d'amenée d'air et à sa périphérie extérieure et à l'autre de leur extrémité dans le foyer, lesdits conduits entourant chacun une extrémité d'un desdits moyens d'injection secondaires.
De préférence, le brûleur est tel que l'on écarte suffisamment lesdits moyens d'injection secondaires les uns des autres pour que chaque flamme secondaire soit parfaitement séparée des flammes adjacentes.
Suivant des modes de réalisation particuliers, on injecte du combustible par des moyens d'injection tertiaires situés à l'extérieur du canal d'amenée d'air, autour de celui-ci, et éventuellement associés chacun à son propre canal d'amenée d'air, et on injecte les gaz combustibles primaires, secondaires et tertiaires, par rapport au moyen stabilisateur de flamme pour qu'ils ne créent aucun effet de tourbillon ni dans l'air de combustion, ni dans l'injection du gaz.
Dans les brûleurs de la présente invention, on peut noter l'absence totale d'anneau ou matériel réfractaire chargé de créer et de stabiliser une zone de combustion située au moins en partie au centre de la couronne qu'il constitue. Suivant la présente invention, la zone de combustion est complètement externe au brûleur proprement dit, ce qui assure une durée de vie beaucoup plus longue des composants de celui-ci ; cette augmentation de la durée de vie est également liée au fait que tous les moyens d'injection secondaires sont situées à l'intérieur du canal d'amenée d'air, ce qui permet leur refroidissement. De plus, grâce aux dispositifs de l'invention, l'aspiration des fumées de recirculation produites dans le foyer pour diminuer la présence d'oxygène dans les flammes de ces alimentations secondaires, est assuré d'une manière sûre et simple.
Aucun dispositif pour recycler lesdites fumées n'est situé dans le foyer lui-même ou dans la zone de combustion puisqu'ils sont tous à l'intérieur du brûleur dont le corps constitue en fait le canal d'amenée de l'air de combustion.
Ainsi, en combinant les deux moyens indiqués précédemment pour diminuer la production d'oxyde d'azote, on obtient grâce aux dispositifs particuliers de la présente invention et sans créer de zone de turbulence pour obtenir un bon mélange de combustion, un gain de réduction du taux d'oxyde d'azote produit d'au moins 70 %.
La description et les figures ci-après représentent des exemples de réalisation de l'invention ; d'autres réalisations sont possibles dans le cadre de la portée et de l'étendue de cette invention, en particulier en changeant la disposition du canal d'amenée d'air et des moyens d'injection de combustible par rapport au mur d'enceinte du foyer lui-même. Sur ces dessins :
  • La figure 1 est une vue en coupe partielle suivant AA d'un brûleur suivant la présente invention et tel que représenté de face sur la figure 2 ;
  • La figure 2 est une vue de face du brûleur de la figure 1 depuis l'intérieur du foyer de combustion ; et
  • La figure 3 est une vue analogue à la figure 1 d'une variante de réalisation.
    • Le brûleur tel que représenté sur les figures 1 et 2 est un brûleur à combustible gazeux comportant un corps tubulaire dont l'intérieur constitue un canal d'amenée de l'air de combustion 2 à partir de toute source d'alimentation 22 externe au brûleur proprement dit, un stabilisateur de flamme 6 constitué par un disque conique pourvu de nervures et de fentes radiales et disposé dans le canal 2, vers son orifice de sortie 13 par lequel ledit canal débouche dans le foyer 3, des moyens d'injection primaires 4 du combustible dans le foyer 3 disposés dans la partie centrale du canal d'amenée d'air 2, et des moyens secondaires 7 d'injection dudit combustible, répartis périphériquement autour desdits moyens primaires 4.
    Les moyens d'injection primaires sont constitués par plusieurs cannes disposées autour de l'axe 12 du canal 12 et dont les extrémités 21 sont pliées vers l'extérieur et disposées sous les fentes du stabilisateur de flamme 6. Ces extrémités des cannes 4 sont percées de trous par lesquels le gaz combustible peut être injecté dans le foyer, à travers les fentes du stabilisateur de flamme 6.
    Les moyens secondaires d'injection du combustible 7 sont constitués par des cannes d'alimentation se terminant chacune par une buse unique 19 qui débouche chacune dans un conduit 9 de recirculation des fumées produites dans le foyer 3. Suivant la présente invention, l'ensemble de ces moyens secondaires d'injection et des conduits de recirculation associés est situé à l'intérieur du canal d'amenée d'air 2.
    A l'extrémité du canal 2, les conduits de recirculation des fumées 9 débouchent dans le foyer 3 suivant des axes 16 parallèles à l'axe 12 principal du canal d'amenée 2 par des orifices 18. Les autres extrémités des conduits de recirculation de fumées sont mis en communication avec le foyer 3 par des orifices 14 percés dans la paroi du canal d'amenée 2 et débouchant à la périphérie extérieure du brûleur.
    Le stabilisateur de flamme 6 est porté par un tube 25 disposé dans l'axe du canal 2 et dans lequel est logée une torche d'allumage 26 ; un brûleur pilote ou une canne d'injection d'un combustible liquide pourraient être logés dans le tube 25 à la place de la torche 26.
    Les bords des orifices de sortie 18 desdits conduits 9 de recirculation des fumées sont situés dans un plan perpendiculaire à l'axe 12 du brûleur, qui contient aussi le bord de l'orifice de sortie 13 du canal 2, et légèrement à l'avant du stabilisateur de flamme 6 ; les flammes produites par la combustion du mélange gazeux sortant de ces conduits se trouvent donc à l'extérieur du brûleur proprement dit, au-delà du stabilisateur de flamme 6, créant ainsi une zone de combustion externe au brûleur.
    Les buses 19 des moyens d'injection secondaires 7 sont disposées à l'intérieur des conduits de recirculation des fumées 19, au niveau des orifices 14 d'aspiration des fumées, pour créer un effet d'entraínement naturel desdites fumées à travers ces orifices par la vitesse d'éjection du gaz combustible. Les conduits de recirculation 9 des fumées forment des excroissances à l'intérieur du canal 2 et sont efficacement refroidis par l'air qui y circule.
    Afin d'obtenir des flammes secondaires séparées dans l'objectif de diminution de la production des oxydes d'azote par étagement de la combustion, on écarte suffisamment les moyens d'injection secondaires 7-9 les uns des autres, en fonction du diamètre du canal d'amenée 2. De préférence entre 5 et 10 cannes d'injection secondaires 7 de gaz combustible sont ainsi disposées autour des cannes d'injection primaires de combustible 4 ; sur la figure 2, six cannes d'injection secondaires 7 sont ainsi représentées.
    Pour compléter cet effet d'étagement de la combustion, le brûleur suivant l'invention peut comporter également des moyens d'injection du combustible tertiaires constitués par des cannes 10 extérieur au canal d'amenée d'air 2, réparties autour du brûleur, et traversant périphériquement la paroi 1 de l'enceinte du foyer 3 ; chaque canne d'injection 10 est associée à son propre canal 15 d'amenée d'air de combustion à partir éventuellement de la même source d'alimentation 22 en air extérieur, ce canal entourant la canne d'injection. Cesdites cannes d'injection tertiaires de combustible gazeux sont situées suivant des axes 17 déterminant chacun un plan radial avec l'axe 12 du canal d'amenée 2 et formant avec cet axe un angle compris entre 0 à 40° dans les deux directions, c'est-à-dire déterminent en fait un cône de révolution autour de l'axe du brûleur 12. Le nombre des cannes d'injection tertiaires 10 peut être égal à celui des cannes d'injection secondaires, comme représenté sur la figure 2, où ce nombre est de six ; il pourrait être plus élevé du fait de leur disposition sur une cercle de plus grand diamètre.
    Dans la forme de réalisation représentée sur la figure 1, l'extrémité du corps du brûleur est en saillie par rapport à la paroi 1 de l'enceinte du foyer 3. Suivant le mode de réalisation de la figure 3, l'orifice de sortie 13' du canal d'amenée d'air 2' est situé dans le plan de la paroi 1' de l'enceinte du foyer 3'. Cette paroi est creusée autour des orifices 14' des conduits 9' pour permettre l'aspiration des fumées ; ce creusement est en fait constitué par une gorge circulaire 27 entourant l'extrémité du corps du brûleur.
    Le brûleur représenté sur la figure 3 diffère encore de celui des figures 1 et 2 par le fait qu'il comporte une seule canne d'injection primaire de combustible 4' placée dans l'axe du canal 2' et terminée par une buse percée de plusieurs orifices espacés périphériquement. La canne 4' est logée dans le tube 25' et la torche d'allumage 26' est disposée excentriquement dans le canal 2'.

    Claims (12)

    1. Brûleur à combustible gazeux comportant des moyens d'injection primaires (4) du combustible disposés dans la partie centrale d'un canal d'amenée d'air de combustion (2), et des moyens secondaires (7) d'injection dudit combustible répartis périphériquement autour desdits moyens primaires (4), lesdits moyens secondaires débouchant dans des conduits (9) de recirculation des fumées (11) de combustion produites dans le foyer (3), caractérisé en ce que lesdits moyens secondaires (7) d'injection et les conduits (9) de recirculation associés sont situés à l'intérieur dudit canal d'amenée d'air (2) qui constitue le corps du brûleur, lesdits conduits (9) de recirculation des fumées débouchant dans le foyer (3) à une de leurs extrémités (18) suivant des axes (16) parallèles à l'axe (12) dudit canal d'amenée d'air (2), et leurs autres extrémités (14) étant ouvertes dans le foyer (3) a travers la paroi du canal d'amenée d'air (2) et débouchant à la périphérie extérieure de ce dernier, ledit canal comprenant vers son orifice (13) un stabilisateur de flamme (6).
    2. Brûleur à combustible gazeux selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens d'injection secondaires (7) de gaz combustible comportent entre cinq et huit cannes d'injection régulièrement distribuées autour de l'axe du canal d'amenée d'air (2).
    3. Brûleur à combustible gazeux selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que le corps du brûleur fait saillie à l'intérieur du foyer (3) et les orifices d'aspiration (14) des conduits de recirculation des fumées (9) sont situés à l'avant du plan de la paroi (1) du foyer.
    4. Brûleur à combustible gazeux selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que l'orifice de sortie (13') du canal d'amenée d'air (2') est situé dans le plan de la paroi (1') de l'enceinte du foyer (3'), cette paroi étant creusée (en 27) au moins autour des orifices d'aspiration (14') des conduits (9') de recirculation des fumées.
    5. Brûleur à combustible gazeux selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que les orifices de sortie (18) desdits conduits (9) de recirculation des fumées sont situés dans un plan perpendiculaire à l'axe (12) du brûleur, à l'extrémité de sortie du canal d'amenée d'air (2) et les extrémités (19) des moyens d'injection secondaires (7) sont disposées au niveau des orifices d'aspiration des fumées (14).
    6. Brûleur à combustible gazeux selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens d'injection de combustible tertiaires (10) répartis périphériquement à l'extérieur du canal d'amenée d'air (2) et éventuellement associés chacun à leur propre canal (15) d'amenée d'air de combustion.
    7. Brûleur à combustible gazeux selon la revendication 6, caractérisé en ce que lesdits moyens d'injection tertiaires de combustible (10), sont situés suivant des axes (17) déterminant chacun un plan avec l'axe central (12) du canal d'amenée d'air (2) et formant avec cet axe un angle compris entre 0 à 40° dans les deux directions.
    8. Brûleur à combustible gazeux selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que lesdits moyens d'injection de gaz primaires (4) sont constitués par des lances dont les extrémités (21) sont pliées suivant une direction approximativement parallèle à la face arrière du stabilisateur de flamme (6) et comportant des buses ou des trous situés en face d'orifices ou de fentes percés dans ce stabilisateur.
    9. Brûleur à combustible gazeux selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que lesdits moyens d'injection secondaires sont suffisamment écartés les uns des autres pour que chaque flamme secondaire soit parfaitement séparée des flammes adjacentes.
    10. Procédé d'exploitation d'un brûleur à combustible gazeux comportant des moyens d'injection (4) primaires du combustible dans un foyer (3) suivant l'axe (12) d'un canal d'amenée (2) de l'air de combustion, et des moyens d'injection secondaires (7) dudit combustible répartis périphériquement autour desdits moyens primaires et débouchant dans des conduits (9) de recirculation des fumées de combustion produites dans le foyer (3), caractérisé en ce que :
      on injecte ledit combustible gazeux par lesdits moyens d'injection primaires (4) et secondaires (7) suivant des axes approximativement parallèles à celui (12) du canal d'amenée d'air (2), vers l'orifice de sortie (13) de celui-ci au niveau d'un stabilisateur de flamme (6)de telle sorte que l'on crée une zone de combustion externe au canal et constituée par les flammes des moyens d'injection primaires (4) et de celles des moyens d'injection secondaires (7).;
      on prélève une partie des fumées de combustion produites dans le foyer (3) par des conduits (9) débouchant à une de leurs extrémités (14) à la périphérie extérieure du canal d'amenée d'air (2) à travers sa paroi et à l'autre de leurs extrémités dans le foyer, lesdits conduits entourant chacun une extrémité (19) d'un desdits moyens d'injection secondaires (7).
    11. Procédé d'exploitation d'un brûleur à combustible gazeux selon la revendication 10, caractérisé en ce qu'on injecte du combustible par des moyens d'injection tertiaires (10) situés à l'extérieur du canal d'amenée d'air (2), autour de celui-ci, et éventuellement associés chacun à son propre canal d'amenée d'air (15).
    12. Procédé d'exploitation d'un brûleur à combustible gazeux selon l'une quelconque des revendications 10 à 11, caractérisé en ce qu'on injecte les gaz combustibles primaires, secondaires et éventuellement tertiaires, par rapport au stabilisateur de flamme (6) pour qu'ils ne créent aucun effet de tourbillon ni dans l'air de combustion, ni dans l'injection du gaz.
    EP95400662A 1994-03-29 1995-03-24 Brûleurs à combustible gazeux à très faible émission d'oxyde d'azote Expired - Lifetime EP0675321B1 (fr)

    Applications Claiming Priority (2)

    Application Number Priority Date Filing Date Title
    FR9404136A FR2718222B1 (fr) 1994-03-29 1994-03-29 Perfectionnements de brûleurs à combustible gazeux à très faible émission d'oxyde d'azote.
    FR9404136 1994-03-29

    Publications (2)

    Publication Number Publication Date
    EP0675321A1 EP0675321A1 (fr) 1995-10-04
    EP0675321B1 true EP0675321B1 (fr) 1999-05-26

    Family

    ID=9461869

    Family Applications (1)

    Application Number Title Priority Date Filing Date
    EP95400662A Expired - Lifetime EP0675321B1 (fr) 1994-03-29 1995-03-24 Brûleurs à combustible gazeux à très faible émission d'oxyde d'azote

    Country Status (6)

    Country Link
    US (1) US5634785A (fr)
    EP (1) EP0675321B1 (fr)
    CA (1) CA2145347A1 (fr)
    DE (1) DE69509816T2 (fr)
    ES (1) ES2132551T3 (fr)
    FR (1) FR2718222B1 (fr)

    Families Citing this family (23)

    * Cited by examiner, † Cited by third party
    Publication number Priority date Publication date Assignee Title
    DE19527083A1 (de) * 1995-07-25 1997-01-30 Lentjes Kraftwerkstechnik Verfahren und Brenner zur Verminderung der Bildung von NO¶x¶ bei der Verbrennung von Kohlenstaub
    US5863193A (en) * 1997-04-03 1999-01-26 Atlantic Richfield Company Burner assembly
    FR2766557B1 (fr) 1997-07-22 1999-10-22 Pillard Chauffage Bruleurs a combustible liquide et gazeux a faible emission d'oxydes d'azote
    US5944503A (en) * 1998-05-20 1999-08-31 Selas Corporation Of America Low NOx floor burner, and heating method
    US6062848A (en) * 1998-05-29 2000-05-16 Coen Company, Inc. Vibration-resistant low NOx burner
    WO1999066261A1 (fr) * 1998-06-17 1999-12-23 John Zink Company, L.L.C. BRULEUR A FAIBLES EMISSIONS DE NOx ET DE CO ET PROCEDE D'EXPLOITATION DE CELUI-CI
    FR2782150B1 (fr) * 1998-08-07 2000-11-10 Pillard Chauffage Perfectionnements aux bruleurs a recirculation de fumees et a faible emission d'oxydes d'azote
    FR2788838B1 (fr) * 1999-01-22 2001-06-08 Pillard Chauffage Procede de chauffage utilisant un bruleur a combustible liquide
    FR2797321B1 (fr) 1999-08-04 2001-10-26 Pillard Chauffage Bruleurs a recirculation de fumees et a faible emission d'oxydes d'azote et rechauffeurs de gaz comportant de tels bruleurs
    US6558153B2 (en) 2000-03-31 2003-05-06 Aqua-Chem, Inc. Low pollution emission burner
    US6616442B2 (en) * 2000-11-30 2003-09-09 John Zink Company, Llc Low NOx premix burner apparatus and methods
    US6652265B2 (en) 2000-12-06 2003-11-25 North American Manufacturing Company Burner apparatus and method
    US6773256B2 (en) * 2002-02-05 2004-08-10 Air Products And Chemicals, Inc. Ultra low NOx burner for process heating
    US6929469B2 (en) * 2002-02-28 2005-08-16 North American Manufacturing Company Burner apparatus
    US6866503B2 (en) 2003-01-29 2005-03-15 Air Products And Chemicals, Inc. Slotted injection nozzle and low NOx burner assembly
    US20070048679A1 (en) * 2003-01-29 2007-03-01 Joshi Mahendra L Fuel dilution for reducing NOx production
    US20060275724A1 (en) * 2005-06-02 2006-12-07 Joshi Mahendra L Dynamic burner reconfiguration and combustion system for process heaters and boilers
    FR2914398B1 (fr) * 2007-04-02 2009-12-18 Pillard Chauffage Bruleur a combustible gazeux
    KR100921720B1 (ko) * 2008-03-04 2009-10-15 한국에너지기술연구원 고효율 자기축열식버너
    US8007681B2 (en) * 2008-04-25 2011-08-30 Shell Oil Company Methods, compositions, and burner systems for reducing emissions of carbon dioxide gas into the atmosphere
    US10281140B2 (en) * 2014-07-15 2019-05-07 Chevron U.S.A. Inc. Low NOx combustion method and apparatus
    CN107726316A (zh) * 2017-11-15 2018-02-23 北京泷涛环境科技有限公司 一种燃料强化分级超低氮气体燃烧器
    CN109539251B (zh) * 2018-12-14 2024-07-09 罗诺克兹（北京）能源设备技术有限公司 一种超低氮燃烧器

    Family Cites Families (9)

    * Cited by examiner, † Cited by third party
    Publication number Priority date Publication date Assignee Title
    US3033273A (en) * 1959-11-09 1962-05-08 Zink Co John Fuel burner assembly
    US3985494A (en) * 1975-06-26 1976-10-12 Howe-Baker Engineers, Inc. Waste gas burner assembly
    US4395223A (en) * 1978-06-09 1983-07-26 Hitachi Shipbuilding & Engineering Co., Ltd. Multi-stage combustion method for inhibiting formation of nitrogen oxides
    DE3822004A1 (de) * 1988-06-30 1990-01-04 Babcock Werke Ag Brenner
    US5135387A (en) * 1989-10-19 1992-08-04 It-Mcgill Environmental Systems, Inc. Nitrogen oxide control using internally recirculated flue gas
    US5269678A (en) * 1990-09-07 1993-12-14 Koch Engineering Company, Inc. Methods and apparatus for burning fuel with low NOx formation
    US5073105A (en) * 1991-05-01 1991-12-17 Callidus Technologies Inc. Low NOx burner assemblies
    US5284438A (en) * 1992-01-07 1994-02-08 Koch Engineering Company, Inc. Multiple purpose burner process and apparatus
    US5238395A (en) * 1992-03-27 1993-08-24 John Zink Company Low nox gas burner apparatus and methods

    Also Published As

    Publication number Publication date
    EP0675321A1 (fr) 1995-10-04
    DE69509816T2 (de) 2000-01-27
    CA2145347A1 (fr) 1995-09-30
    ES2132551T3 (es) 1999-08-16
    US5634785A (en) 1997-06-03
    DE69509816D1 (de) 1999-07-01
    FR2718222A1 (fr) 1995-10-06
    FR2718222B1 (fr) 1996-07-05

    Similar Documents

    Publication Publication Date Title
    EP0675321B1 (fr) Brûleurs à combustible gazeux à très faible émission d'oxyde d'azote
    CA1253745A (fr) Bruleur a charbon pulverise
    EP1907754B1 (fr) Procédé et installation de combustion de gaz combustible pauvre, sans soutien, à l'aide d'un brûleur et brûleur associé
    EP1144915B1 (fr) Appareil de type torchere et procede pour la combustion de gaz
    EP0323299A1 (fr) Appareil destiné à assurer la combustion étagée d'un mélange combustible-comburant diminuant la production d'oxydes d'azote
    FR2706985A1 (fr)
    EP0099828A2 (fr) Dispositif pour la combustion de fluides combustibles avec induction d'air
    EP0481835B1 (fr) Procédé de chauffe d'une enceinte thermique et brûleur
    WO1988004391A1 (fr) Bruleur a deux jets de combustible et procede pour sa mise en oeuvre
    EP1058052B1 (fr) Brûleur à combustible liquide à basse émission de NOx et de poussières et atomiseur associé
    EP1074790B1 (fr) Brûleur à recirculation de fumées
    WO2005059440A1 (fr) Procede de combustion etagee avec injection optimisee de l'oxydant primaire
    CA2657537C (fr) Bruleur et procede pour la mise en oeuvre alternee d'une oxycombustion et d'une aerocombustion
    EP0313469B1 (fr) Brûleur à gaz pour le chauffage d'un courant d'air ou autre gaz comburant
    EP0926434A1 (fr) Brûleur à faible émission d'oxyde d'azote avec circuit de gaz recyclé
    EP1122494B1 (fr) Perfectionnement aux brûleurs à gaz pour le chauffage d'un gaz circulant dans un conduit
    EP3105506A1 (fr) Module de brûleur en veine
    WO2000040901A9 (fr) Dispositif pour ameliorer le brulage des combustibles gazeux
    BE1024784A9 (fr) Procédé de combustion de combustible dans une chambre de combustion cylindrique
    EP0893651B1 (fr) Brûleurs à combustible liquide et gazeux à faible émission d'oxyde d'azote
    EP3380788A1 (fr) Brûleur
    CA2987532A1 (fr) Four a injection sonique
    FR2570473A1 (fr) Perfectionnements aux bruleurs a gaz a ecoulement parallele comportant une rosace et un moyeu d'accrochage de flamme concernant les bruleurs a gaz et l'alimentation independante en air central
    FR2730793A1 (fr) Perfectionnements apportes a un bruleur de chauffe-eau, chauffe-bain, chaudiere a gaz
    BE648130A (fr)

    Legal Events

    Date Code Title Description
    PUAI Public reference made under article 153(3) epc to a published international application that has entered the european phase

    Free format text: ORIGINAL CODE: 0009012

    AK Designated contracting states

    Kind code of ref document: A1

    Designated state(s): DE ES IT

    17P Request for examination filed

    Effective date: 19960322

    17Q First examination report despatched

    Effective date: 19980109

    GRAG Despatch of communication of intention to grant

    Free format text: ORIGINAL CODE: EPIDOS AGRA

    GRAG Despatch of communication of intention to grant

    Free format text: ORIGINAL CODE: EPIDOS AGRA

    GRAH Despatch of communication of intention to grant a patent

    Free format text: ORIGINAL CODE: EPIDOS IGRA

    GRAH Despatch of communication of intention to grant a patent

    Free format text: ORIGINAL CODE: EPIDOS IGRA

    GRAA (expected) grant

    Free format text: ORIGINAL CODE: 0009210

    AK Designated contracting states

    Kind code of ref document: B1

    Designated state(s): DE ES IT

    REF Corresponds to:

    Ref document number: 69509816

    Country of ref document: DE

    Date of ref document: 19990701

    ITF It: translation for a ep patent filed
    REG Reference to a national code

    Ref country code: ES

    Ref legal event code: FG2A

    Ref document number: 2132551

    Country of ref document: ES

    Kind code of ref document: T3

    PLBE No opposition filed within time limit

    Free format text: ORIGINAL CODE: 0009261

    STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

    Free format text: STATUS: NO OPPOSITION FILED WITHIN TIME LIMIT

    26N No opposition filed
    PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

    Ref country code: DE

    Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES

    Effective date: 20010103

    PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

    Ref country code: IT

    Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES;WARNING: LAPSES OF ITALIAN PATENTS WITH EFFECTIVE DATE BEFORE 2007 MAY HAVE OCCURRED AT ANY TIME BEFORE 2007. THE CORRECT EFFECTIVE DATE MAY BE DIFFERENT FROM THE ONE RECORDED.

    Effective date: 20050324

    PGFP Annual fee paid to national office [announced via postgrant information from national office to epo]

    Ref country code: ES

    Payment date: 20070330

    Year of fee payment: 13

    REG Reference to a national code

    Ref country code: ES

    Ref legal event code: FD2A

    Effective date: 20080325

    PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

    Ref country code: ES

    Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES

    Effective date: 20080325