EP1122494B1 - Perfectionnement aux brûleurs à gaz pour le chauffage d'un gaz circulant dans un conduit - Google Patents

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EP1122494B1
EP1122494B1 EP00403424A EP00403424A EP1122494B1 EP 1122494 B1 EP1122494 B1 EP 1122494B1 EP 00403424 A EP00403424 A EP 00403424A EP 00403424 A EP00403424 A EP 00403424A EP 1122494 B1 EP1122494 B1 EP 1122494B1
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EP
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tube
holes
burner according
gas
hole
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EP00403424A
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EP1122494A1 (fr
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Frédéric Bury
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Entreprise Generale de Chauffage Industriel Pillard SA
Original Assignee
Entreprise Generale de Chauffage Industriel Pillard SA
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    • 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
    • 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 
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    • 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
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F23D2900/00—Special features of, or arrangements for burners using fluid fuels or solid fuels suspended in a carrier gas
    • F23D2900/21—Burners specially adapted for a particular use
    • F23D2900/21003—Burners specially adapted for a particular use for heating or re-burning air or gas in a duct

Definitions

  • the subject of the present invention is a improvement to gas burners for heating of a gas flowing in a conduit.
  • burners indifferently the whole of a ramp composed of several elementary blocks or an elementary block in himself.
  • the main applications of the invention are the heating of the turbine gases in the co-generation facilities.
  • This post burner combustion improves the overall efficiency of the installation, to modulate the production of steam by according to needs and incidentally to maintain this production in case of shutdown of the gas turbine.
  • a fan that draws in ambient air supplies the oxidant necessary for the burners instead and place exhaust gases from the turbine.
  • Such burners must be able to operate with a stable flame under very conditions different either with turbine gas at temperature from 300 to 600 ° C and composed of 11 to 15% oxygen, i.e. with ambient air.
  • An example of this type of burner is described in European patent 313,469 published on 23 April 1989 on behalf of MECANIQUE GENERALE TURBINE FIREPLACES.
  • the problem is therefore to be able to realize and to operate a burner called "vein" in respecting the above regulatory values while preserving good flame stability.
  • a solution to the problem posed is a known type intended to be placed in a conduit for heating a gas circulating in this conduit and comprising a tube able to be arranged transversely relative to to the direction of circulation of said gas, supplied with gas fuel and drilled with at least two holes aligned on the same generator, possibly fitted with injectors, and making it possible to emit jets of combustible gas directed downstream; a flame stabilizer formed by two divergent wings forming a deflector on the part and on the other side of said generator, is fixed on said tube and serves to divert the flow of oxidant gas to create downstream of the burner bank a protected area where the flame can develop.
  • At least one of said holes is extended by tubing extending beyond the edges wings and pierced by at least one opening fuel gas ejection at its distal end.
  • Such tubing thus injects part of the combustible gas at for example at least 100 mm downstream other orifices not carrying tubing, allowing the staging of the injection of this gas and of the combustion flames obtained, and therefore the reduction in percentage of nitrogen oxides NOx produced: in fact, the main flame thus obtained by this injection stepped, and which is therefore further from the stabilizer deflector, is more airy; combustion occurs at stronger excess air therefore at lower temperature, this which produces a strong reduction in the formation of nitrogen oxides of mainly thermal origin, and the higher the staging, the more nitrogen oxides are reduced.
  • the present invention makes it possible inter alia to remedy this defect: the NOx reduction principle is still the spreading of the gas but this staging is performed axially instead of radial. To avoid CO formation is enough to keep by conventional orifices without tubing sufficient flow (less than 30% of the overall fuel gas flow) for create a pilot flame ensuring ignition and stability of the main flame from staged injection.
  • the distal end of the tubing has at least four different ejection ports and the gas can then be ejected through these various corner holes different instead of a single hole in the axis of the tube.
  • the axes of ejection of the orifices are inclined two by two on the one hand by an angle ⁇ of 20 to 50 ° on either side of the plane defined by the generator of alignment of the holes and the axis of the tube and on the other hand with an angle ⁇ of 10 to 30 ° on both sides from the plane perpendicular to the previous one and passing through the hole extended by said tubing.
  • These angles ⁇ and ⁇ are important for the quality of the results and should be determined according to the dimensions of the burner and of the fireplace on which it is mounted.
  • This tube 1 is supplied with combustible gas 10 and is drilled with at least two holes 3 per burner block, aligned on the same generator 18 parallel therefore to the axis XX 'of the tube; a flame stabilizer 2 formed by two diverging wings 12 forming deflectors of on either side of said generator 18 is fixed on said tube 1.
  • said deflector stabilizer 2 may include walls 13 1 , 13 2 forming reinforcing ribs at the ends, in the direction of axis XX ′, of the wings 12 of each burner block, as well as ribs 14 1 , 14 2 intermediate when the burner block has several holes 3 and therefore requires an intermediate reinforcement of the wings 2; these may include a break 22, towards their outer edges 17 downstream relative to the direction A of circulation of the oxidizing gases, to stiffen the latter and improve the aerodynamics of the burner block.
  • At least one of said holes 3 is extended by a tube 11 extending beyond the outer edges 17 of the wings 12 and pierced with at least one 9 gas ejection port 10 fuel to sound distal end.
  • the premix by Venturi system using a nozzle converging diverging 8 as shown in the Figure 2 and described in patent application EP 313 469 is not essential for the proper functioning of the burner: the present invention thus applies to all types of “vein” burners with stabilizer deflector, but including or not including such a device Venturi.
  • the distal end of the tubing 11 has several divergent ejection orifices 9 whose ejection axes are inclined by an angle ⁇ by relation to plan AA 'defined by the generator 18 of alignment of the holes 3 and the axis XX ′ of the tube 1, and of a angle ⁇ with respect to the plane BB 'perpendicular to the previous and passing through hole 3 extended by said tubing 11.
  • the number of orifices, their ejection angle ⁇ and ⁇ and their passage diameter are a function of the oxidizer speed and duct dimensions in which one has the burner, (and therefore the distance between the ramps that compose it), in order to be able adapt and optimize the penetration of fuel in the oxidizer vein.
  • said distal end 25 of tubing 11 may be interchangeable and fixed by a threading system or other.
  • their axes can be tilted two by two, with an angle ⁇ of 20 to 50 ° on either side of the plane AA ' and at an angle ⁇ of 10 to 30 ° on either side of the plane BB '.
  • a burner block such as that shown in Figure 2 can be easily modified by adding parts complementary corresponding to these fins 24 and arranged beyond the break 22 of the wings 12 corresponding to edges 17: the position and dimensions of these fins 24 having a significant effect on the results it is interesting to have the possibility to change them if necessary thanks to their realization by added piece.
  • the obstacle 15 possibly placed opposite one of the said holes 3 not extended by the pipe 11 can be worn, by a collar or fixing crown 16, on the tubing 11 with regard to the holes or orifices 3 ejection placed on either side thereof.
  • said obstacle 15 is for example cylindrical and its axis is perpendicular to that of hole 3 opposite which it is disposed.
  • this one may have at least three holes 3, one of which them 3 'is associated with the tubing 11, the obstacle 15 to a another hole 3 'adjacent to that associated with tubing 11 and the last hole is free.
  • a burner block can have a number of holes in any fact, for example between two and ten and the tubing 11 can be arranged in a regular manner for example in every second hole, every third hole or one hole in four, etc ...
  • the following burner block the invention comprises five holes 3 in which the tubing 11 is associated with the central hole, the two holes adjacent to it being associated with an obstacle 15 and the two end holes being free.
  • Such burners according to the invention may also include elements characteristic of the burners, as described in patent EP 313 469, and such as in particular, in front of at least one hole 3 2 not extended by a pipe 11 and coaxial with that here, a diverging convergent nozzle 8 capable of causing the gas jet ejected through said hole 3 2 to create a vacuum at the inlet of the nozzle 8, as shown in FIG. 4.
  • Said inlet communicates with the external face or extra back of at least one of the wings 12 of the stabilizer 2 through at least one opening 7.
  • the space between the nozzles 8 and the tube 1 is closed by two wall elements 4 fixed on the tube and arranged almost parallel to the plane defined by the generator 18 for aligning the holes 3 and the axis XX 'of the tube 1 and by a front wall 5 connected to said wall elements 4 and carrying the nozzles; the openings 7 are drilled in said wall elements 4.
  • the obstacle 15 may be a cylindrical tube with a diameter d 15 of approximately 10 mm and placed at a distance a of the order of 25 mm from the outlet of the nozzles 8; the length L 15 of such obstacles fixed on the pipe 11 can be of the order of 85 to 90 mm depending on the distance separating two adjacent holes or orifices 3; the diameter D 1 of the fuel supply tube is of the order of 85 to 90 mm.

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Description

La présente invention a pour objet un perfectionnement aux brûleurs à gaz pour le chauffage d'un gaz circulant dans un conduit.
Le secteur technique est la réalisation de brûleurs dits « en veine » car placés directement à l'intérieur du conduit de circulation du gaz, lesquels brûleurs étant disposés en rampes composées en général de blocs élémentaires et disposées transversalement par rapport à la direction de circulation du gaz.
Dans la présente description on désignera par brûleurs indifféremment l'ensemble d'une rampe composée de plusieurs blocs élémentaires ou un bloc élémentaire en lui-même.
Les applications principales de l'invention sont le réchauffage des gaz de turbines dans les installations de co-génération. Ce brûleur dit de post combustion permet d'améliorer le rendement global de l'installation, de moduler la production de vapeur en fonction des besoins et accessoirement de maintenir cette production en cas d'arrêt de la turbine à gaz. Dans ce cas, un ventilateur aspirant de l'air ambiant fournit le comburant nécessaire aux brûleurs en lieu et place des gaz d'échappement de la turbine.
De tels brûleurs doivent pouvoir fonctionner avec une flamme stable dans des conditions très différentes soit avec du gaz de turbine à la température de 300 à 600°C et composé de 11 à 15% d'oxygène, soit avec de l'air ambiant. Un exemple de ce type de brûleur est décrit dans le brevet européen 313 469 publié le 23 Avril 1989 au nom de la société MECANIQUE GENERALE FOYERS TURBINE.
La réglementation française concernant les émissions de ce type d'installation a été récemment complétée par l'arrêté du Ministère de l'Aménagement du Territoire et de l'Environnement français du 11 Août 1999 qui limite les émissions d'oxydes d'azote et d'oxydes de carbone, en particulier pour les chaudières utilisées en post combustion, à des valeurs données qui sont un maximum de production de 200 mg/Nm3 pour les oxydes d'azote NOx et 250 mg/Nm3 pour les oxydes de carbone CO.
Les brûleurs tels que décrits dans le brevet européen cité ci-dessus permettent de respecter cet arrêté lors du fonctionnement avec du gaz de turbine ; cependant, et bien que certains dispositifs soient décrits dans ce brevet pour réduire les émissions d'oxydes d'azote, ils ne permettent pas dans la plupart des cas d'obtenir les valeurs réglementaires lors du fonctionnement de la post combustion seulement en air ambiant.
Le problème posé est donc de pouvoir réaliser et de faire fonctionner un brûleur dit « en veine » en respectant les valeurs réglementaires ci-dessus tout en préservant une bonne stabilité de flamme.
Un solution au problème posé est un brûleur de type connu destiné à être placé dans un conduit pour chauffer un gaz circulant dans ce conduit et comportant un tube apte à être disposé transversalement par rapport à la direction de circulation dudit gaz, alimenté en gaz combustible et percé d'au moins deux trous alignés sur une même génératrice, éventuellement munis d'injecteurs, et permettant d'émettre des jets de gaz combustible dirigés vers l'aval ; un stabilisateur de flamme formé par deux ailes divergentes formant déflecteur de part et d'autre de ladite génératrice, est fixé sur ledit tube et sert à dévier le courant de gaz comburant pour créer en aval de la rampe de brûleurs une zone protégée où la flamme peut se développer.
Selon l'invention au moins un desdits trous est prolongé par une tubulure s'étendant au-delà des bords extérieurs des ailes et percée d'au moins un orifice d'éjection du gaz combustible à son extrémité distale.
Une telle tubulure injecte ainsi une partie du gaz combustible à par exemple au moins 100 mm en aval des autres orifices ne portant pas de tubulure, permettant l'étagement de l'injection de ce gaz et des flammes de combustion obtenues, et donc la réduction du pourcentage d'oxydes d'azote NOx produit : en effet, la flamme principale ainsi obtenue par cette injection étagée, et qui est donc plus éloignée du stabilisateur déflecteur, est plus aérée ; la combustion se produit à plus fort excès d'air donc à température plus basse, ce qui produit une forte réduction de la formation des oxydes d'azote d'origine essentiellement thermique, et plus l'étagement est important, plus les oxydes d'azote sont réduits.
Une telle méthode de réduction d'oxydes d'azote NOx par étalement du gaz est certes déjà enseignée dans la demande de brevet précitée EP 313 469 mais les tubulures n'y sont mentionnées qu'en option et sont situées à l'extérieur des blocs constituant le brûleur, l'extrémité de ces tubes étant située approximativement dans le même plan que le bord avant des ailes du stabilisateur et à l'extérieur de celui-ci.
L'inconvénient majeur de cette disposition est une formation importante d'oxyde de carbone CO bien supérieure à la limite admise par l'arrêté rappelé ci-dessus. Cette formation est due à la trop grande distance entre la flamme qui se développe à l'abri des ailes du stabilisateur et de l'injection de gaz secondaires dont une partie fortement diluée par l'air ne brûle pas ou de façon incomplète.
La présente invention permet entre autres de remédier à ce défaut : le principe de réduction des NOx est toujours l'étalement du gaz mais cet étagement est réalisé de façon axiale au lieu de radiale. Pour éviter la formation de CO il suffit de conserver par les orifices classiques sans tubulure un débit suffisant (moins de 30% du débit global de gaz combustible) pour créer une flamme pilote assurant l'allumage et la stabilité de la flamme principale provenant de l'injection étagée.
Dans un mode préférentiel de réalisation pour améliorer l'aération de la flamme principale étagée, l'extrémité distale de la tubulure comporte au moins quatre orifices d'éjection différents et le gaz peut alors être éjecté par ces divers trous d'angles différents au lieu d'un seul trou dans l'axe du tube. Dans l'exemple de réalisation représenté et décrit dans les figures jointes, les axes d'éjection des orifices sont inclinés deux par deux d'une part d'un angle β de 20 à 50° de part et d'autre du plan défini par la génératrice d'alignement des trous et l'axe du tube et d'autre part d'un angle α de 10 à 30° de part et d'autre du plan perpendiculaire au précédent et passant par le trou prolongé par ladite tubulure. Ces angles α et β sont importants pour la qualité des résultats et doivent être déterminés en fonction des dimensions du brûleur et du foyer sur lequel celui-ci est monté.
De plus, afin de pouvoir augmenter encore cet effet d'étagement en réduisant le débit primaire, il est possible de conserver la stabilité de la flamme principale, dite secondaire, car elle réalise l'étagement du gaz combustible, avec seulement 10% du gaz dans les orifices primaires ne comportant donc pas de tubulure ; pour cela on peut selon l'invention :
  • introduire une partie du comburant à la racine de la flamme secondaire; ce dispositif a pour avantage, en plus de l'augmentation de la stabilité de la flamme lors du fonctionnement en gaz de turbine, de permettre une réduction de l'oxyde d'azote NO contenu dans ce gaz par effet dit de "reburning" (le NO est en effet transformé en N2 par réduction chimique venant des radicaux CH+ présents dans la racine de la flamme) ;
  • rajouter au moins un obstacle disposé en face d'au moins un jet de gaz éjecté par un de ces trous non prolongés par une tubulure, ce qui favorise leur éclatement et élargit la flamme pilote dite également primaire pour y conférer une meilleure efficacité.
Différentes formes peuvent être données à cet obstacle telles que préférentiellement cylindrique mais d'autres formes peuvent être utilisées avec un effet similaire.
Les autres caractéristiques des brûleurs ou rampes décrites dans le brevet précité EP 313 469 peuvent être également combinées avec celles décrites ci-dessus et ci-dessous de la présente invention pour obtenir un brûleur assurant également un taux d'aération pratiquement constant du mélange air combustible en dépit des variations du débit de combustible et/ou de la vitesse du gaz à réchauffer. De telles caractéristiques additionnelles sont décrites ci-après et représentées sur certaines figures.
Le résultat est de nouveaux brûleurs à gaz pour le chauffage d'un gaz circulant dans un conduit et qui comportent des perfectionnements aux brûleurs connus actuels car répondant au problème posé, qui est de respecter les valeurs réglementaires d'émission d'oxydes d'azote NOx et d'oxydes de carbone CO tout en assurant une bonne stabilité de flamme et un taux d'aération pratiquement constant du mélange air combustible quelles que soient les variations du débit de combustible et/ou de la vitesse du gaz à réchauffer.
De tels résultats montrent la nouveauté et l'intérêt de la présente invention sans qu'il soit nécessaire d'en citer d'autres avantages. La description et les dessins ci-joints représentent des exemples de réalisation de l'invention n'ayant aucun caractère limitatif : d'autres réalisations sont possibles dans le cadre de la portée et de l'étendue de cette invention, en particulier en changeant la forme du tube d'alimentation du combustible ainsi que celle du déflecteur stabilisateur ainsi, le nombre d'orifices ou trous d'injection du combustible qui peuvent être par exemple compris entre 2 et 10.
  • la figure 1 est une vue en coupe d'un exemple de réalisation d'un brûleur selon l'invention perpendiculairement à l'axe de son tube d'alimentation en gaz combustible ;
  • la figure 2 est une vue en coupe suivant II-II' de la figure 3 d'un autre exemple de réalisation d'un brûleur suivant l'invention ;
  • la figure 3 est une vue frontale, face à l'écoulement du gaz à chauffer, du brûleur représenté sur la figure 2 ;
  • la figure 4 est une vue en coupe suivant IV-IV' de la figure 3 d'un exemple de réalisation d'un brûleur suivant l'invention;
  • la figure 5 est une vue en coupe suivant II, II' de la figure 3 d'un autre exemple de réalisation, que celui des figures 1 et 2, d'un brûleur suivant l'invention.
Celle-ci concerne un type de brûleur destiné à être placé dans un conduit pour chauffer un gaz circulant dans ce conduit et qui comporte un tube 1 d'axe XX' apte à être disposé transversalement par rapport à la direction A de circulation desdits gaz ; ledit tube peut être de section circulaire de diamètre D, tel que représenté sur la figure 2 mais également de section quelconque telle que par exemple celle de la figure 1, et peut porter différents blocs brûleurs disposés côte à côte pour constituer une rampe.
Ce tube 1 est alimenté en gaz combustible 10 et est percé d'au moins deux trous 3 par bloc brûleur, alignés sur une même génératrice 18 parallèle donc à l'axe XX' du tube ; un stabilisateur de flamme 2 formé par deux ailes 12 divergentes formant déflecteurs de part et d'autre de ladite génératrice 18 est fixé sur ledit tube 1.
Selon les modes de représentation des figures 2 à 5, ledit stabilisateur déflecteur 2 peut comporter des parois 131, 132 formant nervures de renforcement aux extrémités, suivant la direction d'axe XX', des ailes 12 de chaque bloc brûleur, ainsi que des nervures 141, 142 intermédiaires quand le bloc brûleur comporte plusieurs trous 3 et nécessite donc un renforcement intermédiaire des ailes 2 ; celles-ci peuvent comporter une cassure 22, vers leurs bords extérieurs 17 aval par rapport à la direction A de circulation des gaz comburants, pour raidir ceux-ci et améliorer l'aérodynamisme du bloc brûleur.
Selon l'invention, au moins un desdits trous 3 est prolongé par une tubulure 11 s'étendant au-delà des bords extérieurs 17 des ailes 12 et percé d'au moins un orifice 9 d'éjection du gaz 10 combustible à son extrémité distale.
Ainsi, comme représenté sur la figure 1, au moins un orifice dit classique 3 ne comportant pas de tubulure permet d'obtenir une flamme dite pilote ou primaire 19 assurant l'allumage et la stabilité d'au moins une flamme principale dite secondaire 20 provenant de l'injection étagée.
Comme l'on peut conserver la stabilité de cette flamme secondaire 20 avec seulement 10% du gaz combustible dans les orifices primaires 3, grâce à des dispositifs tels que décrits ci-après, le système de pré-mélange par système Venturi utilisant une tuyère convergente divergente 8 telle que représentée sur la figure 2 et décrite dans la demande de brevet EP 313 469 n'est pas indispensable au bon fonctionnement du brûleur: la présente invention s'applique ainsi à tous types de brûleurs «en veine» comportant un stabilisateur déflecteur, mais incluant ou non un tel dispositif Venturi.
De préférence l'extrémité distale de la tubulure 11 comporte plusieurs orifices 9 d'éjection divergents dont les axes d'éjection sont inclinés d'un angle β par rapport au plan AA' défini par la génératrice 18 d'alignement des trous 3 et l'axe XX' du tube 1, et d'un angle α par rapport au plan BB' perpendiculaire au précédent et passant par le trou 3 prolongé par ladite tubulure 11.
Le nombre d'orifices, leur angle d'éjection α et β et leur diamètre de passage sont fonction de la vitesse du comburant et des dimensions du conduit dans lequel on dispose le brûleur, (et donc de la distance entre les rampes qui le composent), afin de pouvoir adapter et optimiser la pénétration des jets de combustible dans la veine du comburant. Pour cela ladite extrémité distale 25 de la tubulure 11 peut être interchangeable et fixée par un système de filetage ou autres.
Dans le cas de quatre orifices 9 d'éjection par exemple, leurs axes peuvent être inclinés deux à deux, d'un angle β de 20 à 50° de part et d'autre du plan AA' et d'un angle α de 10 à 30° de part et d'autre du plan BB'.
Pour obtenir la stabilité de la flamme principale, dite secondaire 20, avec seulement 10% du gaz combustible dans les orifices primaires 3 et éviter la formation de CO lors du fonctionnement en gaz turbine, le brûleur suivant l'invention comporte :
  • éventuellement un obstacle 15 disposé en face d'un desdits trous 3 non prolongé par la tubulure 11 afin de favoriser l'éclatement des jets d'éjection de gaz combustible et élargir ainsi la flamme primaire pour lui conférer une meilleure efficacité;
  • des ouvertures 21 au-delà des bords extérieurs 17 des ailes tels que définis précédemment et prolongés par des ailerons ou déflecteurs complémentaires 24, et réalisés dans ces dits ailerons 24 à un niveau intermédiaire par rapport à l'extrémité 23 aval de ceux-ci par rapport à la direction A de circulation des gaz comburants ; ces ouvertures 21 permettent le passage d'une partie de ce gaz comburant qui est alors introduit à la racine de la flamme secondaire 20, assurant une alimentation plus progressive de celles-ci, et permet une réduction du NO contenu dans ce gaz comburant.
Suivant le mode de réalisation de la figure 5 un bloc brûleur tel que celui représenté sur la figure 2 peut être modifié facilement par rajout de pièces complémentaires correspondant à ces ailerons 24 et disposées au-delà de la cassure 22 des ailes 12 correspondant aux bords 17 : la position et les dimensions de ces ailerons 24 ayant un effet important sur les résultats, il est intéressant d'avoir la possibilité de les changer en cas de nécessité grâce à leur réalisation par pièce rajoutée.
Tel que représenté sur les figures 2 à 4, l'obstacle 15 éventuellement disposé en face d'un des dits trous 3 non prolongé par la tubulure 11 peut être porté, par un collier ou couronne de fixation 16, sur la tubulure 11 pour ce qui concerne les trous ou orifices 3 d'éjection placés de part et d'autre de celle-ci. Ledit obstacle 15 est par exemple cylindrique et son axe est perpendiculaire à celui du trou 3 en face duquel il est disposé.
Dans un type de bloc brûleur donné, celui-ci peut comporter au moins trois trous 3 dont l'un d'entre eux 3' est associé à la tubulure 11, l'obstacle 15 à un autre trou 3' adjacent à celui associé à la tubulure 11 et le dernier trou étant libre.
Un bloc brûleur peut avoir un nombre de trous en fait quelconque, compris par exemple entre deux et dix et la tubulure 11 peut être disposée de façon régulière par exemple dans un trou sur deux, un trou sur trois ou un trou sur quatre, etc...
Dans le mode de réalisation représenté sur la figure 4, à titre d'exemple, le bloc brûleur suivant l'invention comprend cinq trous 3 dans lequel la tubulure 11 est associée au trou central, les deux trous adjacents à celui-ci étant associés à un obstacle 15 et les deux trous d'extrémité étant libres.
De tels brûleurs suivant l'invention peuvent également comporter des éléments caractéristiques des brûleurs, tels que décrits dans le brevet EP 313 469, et tels qu'en particulier, devant au moins un trou 32 non prolongé par une tubulure 11 et coaxialement à celui-ci, une tuyère convergente divergente 8 apte à ce que le jet de gaz éjecté par ledit trou 32 crée une dépression à l'entrée de la tuyère 8, telle que représentée sur la figure 4. Ladite entrée communique avec la face extérieure ou extra-dos d'au moins une des ailes 12 du stabilisateur 2 par au moins une ouverture 7.
L'espace entre les tuyères 8 et le tube 1 est fermé par deux éléments de paroi 4 fixés sur le tube et disposés quasi parallèles au plan défini par la génératrice 18 d'alignement des trous 3 et l'axe XX' du tube 1 et par une paroi frontale 5 raccordée auxdits éléments de paroi 4 et portant les tuyères ; les ouvertures 7 sont percées dans lesdits éléments de paroi 4.
A titre d'exemples de réalisation on peut donner quelques indications de dimensions d'un bloc brûleur suivant l'invention dans lequel la longueur L11 de la tubulure 11 au-delà de l'orifice 3 auquel elle est associée est de l'ordre de 100 à 200 mm avec une longueur L au-delà de la sortie des tuyères 8, de 40 à 150 mm environ et de préférence entre 50 et 80 mm pour un diamètre d11 de 12 à 20 mm. L'obstacle 15 peut être un tube cylindrique de diamètre d15 de 10 mm environ et disposé à une distance a de l'ordre de 25 mm de la sortie des tuyères 8 ; la longueur L15 de tels obstacles fixés sur la tubulure 11 peut être de l'ordre de 85 à 90 mm suivant la distance séparant deux trous ou orifices 3 adjacents ; le diamètre D1 du tube d'alimentation en combustible est de l'ordre de 85 à 90 mm.

Claims (12)

  1. Brûleur destiné à être placé dans un conduit pour chauffer un gaz circulant dans ce conduit, et comportant un tube (1) d'axe XX' apte à être disposé transversalement par rapport à la direction A de circulation dudit gaz, alimenté en gaz combustible (10) et percé d'au moins deux trous (3) alignés sur une même génératrice (18), et un stabilisateur de flamme (2) formé par deux ailes (12) divergentes formant déflecteur de part et d'autre de ladite génératrice (18), caractérisé en ce qu'au moins un desdits trous (3) est prolongé par une tubulure (11) s'étendant au-delà des bords extérieurs (17) des ailes (12) et percée d'au moins un orifice (9) d'éjection du gaz (10) combustible à son extrémité distale.
  2. Brûleur selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'extrémité distale (25) de la tubulure (11) peut être interchangeable.
  3. Brûleur selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que l'extrémité distale de la tubulure (11) comporte plusieurs orifices (9) d'éjection divergents.
  4. Brûleur selon la revendication 3, caractérisé en ce que l'extrémité distale (25) comporte au moins quatre orifices (9) d'éjection dont les axes sont inclinés d'un angle β de 20 à 50° de part et d'autre du plan défini par la génératrice (18) d'alignement des trous (3) et l'axe XX' du tube (1), et d'un angle α de 10 à 30° de part et d'autre du plan perpendiculaire au précédent et passant par le trou (3) prolongé par ladite tubulure (11).
  5. Brûleur selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce qu'il comporte au moins un obstacle (15) disposé en face d'un des trous (3) non prolongé par la tubulure (11).
  6. Brûleur selon la revendication 5, caractérisé en ce que ledit obstacle (15) est porté par la tubulure (11) .
  7. Brûleur selon l'une quelconque des revendications 5 ou 6, caractérisé en ce que ledit obstacle (15) est cylindrique et son axe est perpendiculaire à celui du trou (3) en face duquel il est disposé.
  8. Brûleur selon l'une quelconque des revendications 5 à 7 et comprenant au moins trois trous (3) caractérisé en ce que la tubulure (11) est associé à un des trous (31) et l'obstacle (15) à un trou (32) adjacent à celui associé à la tubulure (11), le dernier trou étant libre.
  9. Brûleur selon l'une quelconque des revendications 5 à 8, et comprenant cinq trous (3) caractérisé en ce que la tubulure (11) est associée au trou central, les deux trous adjacents à celui-ci étant associés à un obstacle (15) et les deux trous d'extrémité étant libres.
  10. Brûleur selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisé en ce qu'il comporte des ailerons complémentaires (24) prolongeant les bords extérieurs (17) des ailes et des ouvertures (21) réalisées dans ces ailerons (24) et aptes à laisser passer une partie du gaz circulant dans le conduit et l'introduire vers la racine de la flamme dudit brûleur.
  11. Brûleur selon l'une quelconque des revendications 1 à 10, caractérisé en ce qu'il comporte, devant au moins un trou (32) non prolongé par une tubulure (11) et coaxialement à celui-ci, une tuyère convergente-divergente (8) apte à ce que le jet de gaz éjecté par ledit trou (32) crée une dépression à l'entrée de la tuyère (8), ladite entrée communiquant avec la face extérieure d'au moins une des ailes (12) du stabilisateur (2) par au moins une ouverture (7).
  12. Brûleur selon la revendication 11, caractérisé en ce que l'espace entre les tuyères (8) et le tube (1) est fermé par deux éléments de paroi (4), fixés sur le tube et disposés quasi parallèles au plan défini par la génératrice (18) d'alignement des trous (3) et l'axe XX' du tube (1), et par une paroi frontale (5) raccordée auxdits éléments de paroi (4) et portant les tuyères (8), et en ce que les ouvertures (7) sont percées dans lesdits éléments de paroi (4).
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