FR2536507A1

FR2536507A1 - Procede pour faire fonctionner un bruleur a gazeification pour carburant liquide, bruleur a gazeification et dispositif de commande pour la mise en oeuvre dudit procede

Info

Publication number: FR2536507A1
Application number: FR8318739A
Authority: FR
Inventors: Jorgen Hartvig Petersen; Peter Johan Mads Clausen; Hilmar Orum Rasmussen
Original assignee: Danfoss AS
Current assignee: Danfoss AS
Priority date: 1982-11-24
Filing date: 1983-11-24
Publication date: 1984-05-25
Also published as: GB2130707B; GB2130707A; JPH0228921U; SE8306418L; DE3243395A1; AT391543B; DK526083D0; GB8331202D0; IT8368231A0; SE454368B; DK158243C; SE8306418D0; DE3243395C2; DK526083A; JPS59107109A; FR2536507B1; ATA378083A; IT1159643B; DK158243B; US4472133A

Abstract

DANS UN BRULEUR A GAZEIFICATION POUR CARBURANT LIQUIDE, UNE CHAMBRE DE GAZEIFICATION 1 EST FORMEE SENSIBLEMENT PAR UN TUBE DE GAZEIFICATION 2 S'ETENDANT AU CENTRE D'UN SYSTEME DE CANAUX 10. LA SECTION D'UN ORIFICE DE SORTIE 5 CORRESPOND A AU MOINS 5 DE LA SECTION INTERNE DUDIT TUBE 2. UN DISPOSITIF DE COMMANDE 28 PRESENTE UN CIRCUIT DE PROGRAMMATION 60 REALISE DE FACON QUE, EN PRESENCE D'UN SIGNAL DE BLOCAGE R A UNE PREMIERE SORTIE 61 ET LORSQUE APPARAIT UN SIGNAL DE NETTOYAGE S, UNE DEUXIEME SORTIE 63 DELIVRE UN SIGNAL D'ENCLENCHEMENT T GRACE AUQUEL EST DELIVREE AU DISPOSITIF DE CHAUFFAGE UNE PUISSANCE ELECTRIQUE PROVOQUANT LA COMBUSTION DE DEPOTS DANS LADITE CHAMBRE DE GAZEIFICATION 1.

Description

PROCEDE POUR FAIRE FONCTIONNER UN BRULEUR A GAZEIFICATION

POUR CARBURANT LIQUIDE, BRULEUR A GAZEIFICATION ET DISPO-

SITIF DE COMMANDE POUR LA MISE EN OEUVWRE DUDIT PROCEDE

La présente invention se rapporte à un procédé-pour faire fonctionner un brûleur à gazéification pour carburant liquide qui est dirigé vers une chambre de gazéification, y est chauffé jusqu'à sa gazéification, puis est délivré à une chambre de combustion pour l'essentiel sous forme de gaz, ainsi qu'à un brûleur à gazéification et à un dispositif de

commande pour la mise en oeuvre dudit procédé.

Dans un brûleur à gazéification connu de ce type Cahiers de l'Association des Ingénieurs allemands, N O 423, 1981, pages 175 à 180-), la chambre de gazéification se

compose de plusieurs canaux de petite section, qui sont in-

corporés dans un cylindre creux supportant à sa circonfé-

rence externe un enroulement électrique chauffant Le carbu-

rant gazeux sort par des trous à la périphérie de ce cylin-

dre creux, il se mélange à l'air comburant qui est distribué dans cette région selon un jet annulaire, et il forme ainsi la flamme dans une chambre de combustion entourée par la

paroi d'un tube-foyer.

Il se produit une remise en circulation par l'inté-

rieur du cylindre creux, jusqu'à la zone d'admission de

l'air comburant Un appareil de commande déclenche le dis-

positif de chauffage après qu'un point de fonctionnement

stable a été atteint Dans ce type de réalisation, lors-

qu'il se forme dans la chambre de gazéification des résidus, notamment du coke de mazout, les canaux de petite section

peuvent s'obstruer.

L'invention a donc pour objet de proposer un procédé

du type décrit ci-avant, grâce auquel un nettoyage automati-

que de la chambre de gazéification soit possible.

Conformément à l'invention, cet objet est atteint par le fait que, pendant une phase de nettoyage ayant lieu lors d'une interruption de l'alimentation en carburant, la

chambre de gazéification est chauffée jusqu'à une tempéra-

ture de nettoyage provoquant une réduction en cendre par combustion des dépôts sur la paroi de ladite chambre, puis

la cendre est expulsée dans la chambre de combustion.

Du fait du chauffage de la chambre de gazéification

sans adduction de carburant et sans la dissipation de cha-

leur qui l'accompagne, il est très facile d'atteindre des températures de nettoyage provoquant la réduction en cendre par combustion des dépôts qui consistent essentiellement en du carbone Ensuite, il est relativement aisé d'expulser

presque intégralement la cexfre Du fait de cet auto-nettoya-

ge, les parois de la chambre de gazéification sont tellement propres que, lors du processus consécutif de gazéification, il se produit un très bon transfert de chaleur au carburant

devant être gazéifié Par suite de ce nettoyage, il est éga-

lement possible de brûler des carburants plus pauvres, forte-

ment encrassés et présentant une grande viscosité et/ou une

forte densité.

De préférence, la cendre est expulsée, lors de l'ad-

mission suivante de carburant, du gaz qui se dégage alors.

Ainsi, il n'est pas nécessaire de prendre des mesures parti-

culières pour ce processus d'expulsion.

Judicieusement, l'enclenchement d'une telle phase de nettoyage se produit automatiquement Par exemple, une

phase de nettoyage peut précéder chaque phase d'enclenche-

ment, ou bien succéder à chaque phase de déclenchement Il

est également possible que la phase de nettoyage soit provo-

quée en fonction d'un signal caractéristique de durées de fonctionnement, c'est-à-dire par exemple après un certain nombre d'heures de fonctionnement, après un certain nombre de processus d'enclenchement, ou bien après que le carburant liquide admis a atteint une certaine quantité Cette phase de nettoyage peut aussi être amorcée en fonction d'un signal

caractéristique de l'ampleur des dépôts, par exemple lors-

qu'est dépassée une température déterminée régnant sur la paroi de la chambre de gazéification; en cas d'accroissement

inhabituel de température dans ladite chambre de gazéifica-

tion au stade de la mise en route; en présence d'une trop grande conductibilité électrique provoquée par les dépôts le long de la paroi de la chambre de gazéification; ou bien encore

lorsque la flamme ou les gaz de fumées accusent certaines va-

riations. Il est particulièrement à recommander que la phase

de nettoyage, suivie d'une phase d'enclenchement, soit provo-

quée en fonction d'une erreur se manifestant par une défail-

lance simple ou répétée de l'inflammation ou de la combustion.

En effetdans de nombreux cas, une défaillance de l'inflamma-

tion lors de la mise en route, ou bien une extinction de la flamme en service sont imputables à des dépôts, si bien qu'un fonctionnement normal est de nouveau rendu possible par la

phase d'enclenchement qui succède à la phase de nettoyage.

C'est la raison pour laquelle, très souvent, il ne se produit plus le déclenchement automatique avec réenclenchement manuel qui

ont sinon lieu en cas de défaillances de ce type.

Cependant, un déclenchement automatique du brûleur devrait avoir lieu lorsque la défaillance persiste après un

nombre prédéterminé de phases de nettoyage et d'enclenchement.

Ce nombre prédéterminé peut être de un ou plus Par conséquent, le déclenchement est limité aux cas dans lesquels la phase

de nettoyage n'a apporté aucun remède.

De préférence, la température de nettoyage est

comprise entre 7000 C et 14000 C Avec cette plage de tempéra-

tures, l'assurance d'une combustion de tous les résidus sur

la paroi de la chambre de gazéification est grande.

La réduction en cendre par combustion présuppose la présence d'oxygène Dans la plupart des cas, il suffit à cette

fin de l'oxygène de l'air présent dans la chambre de gazéifi-

cation lorsque le brûleur est à l'arrêt, éventuellement avec plusieurs répétitions de la phase de nettoyage Toutefois,

dans certains cas, il est recommandé d'admettre dans la cham-

bre de gazéification, pendant la phase de nettoyage, une quantité d'air représentant une petite fraction de la quanti- té totale de l'air comburant Néanmoins, cette quantité d'air doit être suffisamment faible pour que, en service normal, elle ne prélève pratiquement aucune chaleur du liquide devant

être gazéifié ni des parois de la chambre, et qu'èlle n'expul-

se de la chambre de gazéification aucun liquide qui n'ait été gazéifié Dans la pratique, des quantités d'air représentant moins de 1,9 %, de préférence de l'ordre de 0,2 % à 0,5 % de la quantité maximale d'air comburant, se sont avérées suffisantes pour réduire en cendre par combustion, en quelques minutes seulement, les dépôts dans des chambres de gazéification presque complètement obstruées Cet air augmente également la sûreté d'inflammation parce que, dans le tube, l'air accroît aussi bien la flamme d'amorçage que la durée de son existence avant qu'elle soit étouffée par le carburant gazeux suivant Avec de petites puissances en particulierl'air de nettoyage secondairement agit pour ainsi dire comme un gaz de sustentation grace auquel une vitesse suffisante du gaz peut

être maintenue à l'embouchure du tube de gazéification.

Dans une forme de réalisation préférentielle, une région proche de l'embouchure de la chambre de gazéification est chauffée, au moins au début de la phase de fonctionnement, jusqu'à la température d'incandescence Etant donné que le dispositif de chauffage est déjà conçu de telle façon que les dépôts puissent être réduits en cendre par combustion, il est

également possible d'atteindre cette température d'incandes-

cence sans aucune complexité supplémentaire Par conséquent, lors de l'enclenchement du brûleur, le premier combustible gazeux engendré forme, avec l'air se trouvant dans la chambre de gazéification, un mélange inflammable qui est enflammé

dans la zone d'incandescence, après quoi la flamme ainsi for-

mée est poussée vers l'extérieur dans la chambre de combs-

tion par le combustible gazeux qui se dégage ensuite Cela provoque une mise en route en douceur sans pulsations et, dès le début de la phase de mise en route, il se produit une

combustion complète sans aucune formation de suie, c'est-à-

dire avec une flamme bleue et transparente.

Conformément à l'invention, un brûleur à gazéifica-

tion muni d'une chambre de gazéification pouvant être chauf-

fée par un dispositif électrique de chauffage et présentant au moins un orifice de sortie débouchant dans une chambre de combustion, ainsi que d'un système de canaux pour admettre l'air comburant dans la chambre de combustion, pour la mise en oeuvre du procédé décrit ci-dessus, est caractérisé par le fait que ladite chambre de gazéification est formée pour

l'essentiel par un tube de gazéification s'étendant au cen-

tre dudit système de canaux, la section de sortie correspon-

dant au moins à 5 % de la section interne dudit tube de gazéi-

fication.

Le tube de gazéification comporte une section impor-

tante par comparaison avec plusieurs canaux de gazéification branchés en parallèle La section de sortie est en conséquence grande, en tout cas de superficie supérieure à celles des buses classiques de brûleurs fonctionnant par atomisation Etant donné que, en outre, l'orifice de sortie prévu au minimum débouche directement dans la chambre de combustionla cendre peut être expulsée sans difficultés Une obstruction des

orifices n'est pas à craindre.

Il est recommandé que la section de chaque orifice de sortie soit supérieure à 1 mm 2 et qu'elle soit de préférence

d'au moins 3 mm 2 De ce fait, la cendre est expulsée très ra-

pidement.

Dans une forme de réalisation, le tube de gazéifi-

cation est ouvert à son extrémité située du côté de la chambre de combustion Il en résulte que la cendre peut être chassée

sans aucune résistance.

Une autre forme de réalisation prévoit que le tube

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de gazéification soit muni, à son extrémité située du côté de la chambre de combustion, d'une plaque frontale percée d'au moins un orifice de sortie dont la section mesure de % à 40 % de la section interne dudit tube de gazéification. Cette plaque frontale n'entrave que faiblement l'expulsion de la cendre tout en formant, vis-à-vis de gouttelettes de combustible non encore évaporées, une barrière qui assure une plus grande durée de séjour en vue d'une gazéification plus complète. Dans une autre forme de réalisation, il est fait en

sorte que le tube de gazéification comporte une plaque fron-

tale qui obture au moins partiellement son extrémité située du côté de la chambre de combustion, et qu'il soit percé d'orifices de sortie dans sa paroi circonférentielle Grâce à ces orifices de sortie dans la paroi circonférentielle, la cendre peut être intégralement expulsée en tenant compte de

son poids propre Par ailleurs, le carburant gazeux est in-

corporé uniformément, à sa sortie, à l'air comburant admis.

La température de nettoyage peut être obtenue à l'aide d'un dispositif électrique de chauffage qui entoure extérieurement le tube de gazéification Il est cependant particulièrement avantageux que ce tube de gazéification consiste en une matière électriquement conductrice, et que

des raccordements soient prévus pour l'alimentation électri-

que De la sorte, la température de nettoyage est atteinte de manière particulièrement rapide Cela est dû au fait que, d'une part, la chaleur est directement transmise aux dépôts de coke de mazout à partir du dispositif de chauffage (c'est-à-dire du tube de gazéification) et que, d'autre part, lesdits dépôts sont également conducteurs et qu'ils sont eux-mêmes parcourus par un courant de chauffage à cause de

leur contact avec le tube de gazéification conducteur.

Il est particulièrement favorable que la matière constituant le tube de gazéification présente une résistance

électrique plus grande que celle du coke de mazout La ma-

jeure partie du courant de chauffage circule ainsi directe-

ment par les dépôts et chauffe ces derniers rapidement jus-

qu'à la température de nettoyage.

Le tube de gazéification peut être fabriqué en par-

ticulier en du carbure de silicium qui a été rendu étanche aux gaz par imprégnation au silicium D'une part, le carbure de silicium résiste aux fortes températures et, d'autre part, il possède la conductibilité électrique nécessaire On peut aussi assurer l'étanchéité aux gaz du tube de gazéification en carbure de silicium en y installant un revêtement en

oxynitrure de silicium Ce revêtement accroît aussi la lon-

gévité parce qu'il résiste à des atmosphères d'oxydation et de réduction Il possède en outre des propriétés d'isolation électrique. Les raccordement sont commodément soudés à l'aide

d'une brasure au silicium De tels raccordements sont résis-

tants malgré les fortes températures.

Dans une forme de réalisation, il est fait en sorte que le tube de gazéification soit-entouré d'une couche de matière thermiquement isolante, mais que les raccordements se trouvent quant a eux dans un espace exempt d'isolation D'une

part, cela permet au tube de gazéification d'atteindre rapi-

dement la température de nettoyage D'autre part, les rac-

cordements subissent ainsi un certain effet de refroidisse-

ment. Dans une autre forme de réalisation, le tube de

gazéification supporte extérieurement, à son extrémité tour-

née vers la chambre de combustion, une bague en une matière électriquement conductrice, au voisinage de la circonférence externe de laquelle est installée une connexion Cette connexion se trouve à distance du tube de gazéification et à proximité du système de canaux -La contrainte thermique

qui lui est imposée est par conséquent faible.

La bague peut aussi-comporter un mentonnet en sail-

lie et-faire elle-même office de tête d'incandescence lors-

que, par exemple, des zones d'épaisseur de paroi réduite au

voisinage dudit mentonnet provoquent un chauffage plus fort.

En particulier, la chambre de gazéification peut être raccordée au système de canaux par au moins un orifice

d'étranglement Grâce à cet orifice d'étranglement, une quan-

tité limitée d'air secondaire pénètre dans la chambre de gazéification à proximité du tube d'admission de carburant et

elle favorise le nettoyage.

Pour obtenir une forme de, réalisation particulière-

ment simple, le tube de gazéification se compose d'un premier

tube et d'un second tube de diamètre plus petit dont l'extré-

mité opposée à la chambre de combustion fait saillie au-delà dudit premier tube et, entre ces deux tubes, se trouve au moins une bague de soutien présentant, à son côté entrée, des orifices d'étranglement qui communiquent avec le système de canaux Il en résulte une possibilité simple d'introduire dans le tube de gazéification des quantités extrêmement mini mes d'air comburant De surcroît, le tube d'admission de l'huile, dont le diamètre est encore plus petit, peut être mieux incorporé dans l'extrémité postérieure dudit tube de gazéification. D'autres avantages sont obtenus lorsque le tube de gazéification est entouré concentriquement par une enveloppe tubulaire électriquement conductrice, qui est maintenue à distance de ce txrbe et lui est raccordée électriquement par

sa face extrême; et lorsque les deux raccordements sont instal-

lés à l'extrémité du tube de gazéification ou de l'enveloppe tubulaire qui est éloignée de la chambre de combustion Ainsi,

ces deux raccordements se trouvent dans une zone plus froide.

Il est en outre possible que l'intervalle annulaire entre les deux tubes serve de canal d'air qui est relié au

système de canaux par un orifice percé dans l'enveloppe tubu-

laire à l'extrémité tournée vers la chambre de combustion, et est raccordé à la chambre de gazéification par un orifice

ménagé dans l'extrémité opposée du tube de gazéification.

Cela produit un chauffage préalable de l'air qui pénètre dans la chambrede gazéification en service ou lors de la

phase de nettoyage.

De plus, pour obtenir une isolation électrique entre

le tube de gazéification et le système d'admission du carbu-

rant, il est judicieux que ledit tube de gazéification soit relie à un tube d'admission du carburant par l'intermédiaire d'un support tubulaire et d'autres moyens de liaison, et que ledit support et/ou lesdits moyens de liaison consistent en une matière électriquement isolante Les moyens de liaison peuvent être, par exemple, une soudure au verre De ce fait, le tube d'admission de carburant réalisé habituellement en

métal est isolé électriquement du tube de gazéification.

Conformément à l'invention, un dispositif de comman-

de comprenant une première sortie de commande de l'admission du carburant dans le brûleur à gazéification, une deuxième sortie de commande de la puissance du dispositif électrique de chauffage et, éventuellement, une troisième sortie de commande de l'admission de l'air, des entrées de grandeurs caractéristiques influençant le fonctionnement, ainsi qu'un circuit de programmation pour commander lesdites sorties au moment adéquat, pour la mise en oeuvre du procédé décrit ci-avant, est caractérisé par le fait que ledit circuit de

programmation est conçu de façon que la deuxième sortie déli-

vre un signal d'enclenchement grâce auquel est délivrée au dispositif de chauffage une puissance électrique suffisante pour provoquer la combustion de dépôts dans la chambre de

gazéification.

Cette réalisation du dispositif de commande permet

de réduire à un minimum l'appareillage assurant un déroule-

ment correct de la phase de nettoyage En effet, cette phase

de nettoyage se déroule seulement en fonction de l'appari-

tion d'un signal de nettoyage, en utilisant des informations

déjà renfermées par le dispositif de commande.

Le circuit de programmation peut être réalisé de telle sorte que, avec un chevauchement dans le temps avec le signal de commutation, la troisième sortie délivre un signal de libération grâce auquel de l'air secondaire est admis dans le brûleur à gazéification Dans ces conditions, de l'air de nettoyage est également introduit automatiquement

afin d'améliorer-l'effet de nettoyage.

Les possibilités les plus diverses s'offrent pour engendrer le signal de nettoyage Lorsque le circuit de programmation est conçu pour un déroulement chronologiquement approprié d'une phase d'enclenchement mettant en service le brûleur à gazéification, le signal de nettoyage peut être émis par le circuit de programmation lui-même avant le début de ladite phase d'enclenchement Lorsque ledit circuit de programmation est conçu pour un déroulement chronologiquement approprié d'une phase de déclenchement provoquant la mise à

l'arrêt dudit brûleur à gazéificationledit signal de nettoya-

ge peut être délivré par ledit circuit de programmation pro-

prement dit après l'achèvement de ladite phase de déclenche-

ment Il peut cependant aussi être prévu, pour délivrer le signal de nettoyage, un dispositif de mesure caractérisant

des durées de fonctionnement dudit brûleur à gazéification.

Pour délivrer ledit signal de nettoyage, une autre possibi-

lité consiste à prévoir un dispositif de mesure qui constate directement ou indirectement l'ampleur des dépôts dans la

chambre de gazéification.

En présence d'un dispositif de commande muni d'un

circuit de sécurité qui délivre un signal d'erreur lorsqu'ap-

paraît une erreur se manifestant par une défaillance unique ou répétée de l'inflammation ou de la combustion, il est

recommandé que le circuit de programmation renferme un cir-

cuit de commande qui, lorsqu'apparaît le signal d'erreur,

provoque l'émission du signal de blocage et du signal d'en-

clenchement ( et donc une phase de nettoyage), pour amorcer ensuite une phase d'enclenchement en supprimant ledit signal de blocage Très souvent, le processus de nettoyage suffit pour éliminer l'erreur initialement présente Lorsque le

dispositif de commande possède un dispositif de déclenche-

ment entrant en action grâce à un signal de déclenchement,

le circuit de commande doit délivrer le signal de déclen-

chement lorsque le signal d'erreur persiste après un nombre prédéterminé de phases de nettoyage et d'enclenchement Ce

n'est que lorsque l'erreur n'a pu être éliminée par les pha-

ses de nettoyage qu'intervient le déclenchement automatique qui empêche un réenclenchement grâce à un blocage provoqué manuellement. L'invention va à présent être décrite plus en détail en regard des dessins annexés à titre d'exemples nullement limitatifs et sur lesquels

la figure 1 est une coupe longitudinale d'une pre-

mière forme de réalisation d'un brûleur à gazéification conformément à l'invention; la figure 2 est une coupe longitudinale fragmentaire d'une variante de réalisation d'une chambre de gazéification avec ses composants associés; la figure 3 est-une coupe longitudinale fragmentaire d'une autre chambre de gazéification et de ses composants associés; et la figure 4 est une coupe longitudinale illustrant

une autre variante de réalisation.

Dans le type de réalisation selon la figure 1, une chambre de gazéification 1 est-formée pour l'essentiel par

un tube de gazéification 2 raccordé à son extrémité posté-

rieure, par l'intermédiaire d'un support tubulaire 3, à un tube 4 d'admission de carburant qui consiste par exemple en

un tube capillaire normalisé en acier inoxydable L'extrémi-

té opposée forme un grand orifice de sortie 5 et elle débou-

che dans une chambre de combustion 6 entourée par un tube 7

de brûleur en forme de cylindre creux Le tube de gazéifica-

tion 2 supporte extérieurement une bague 8 à son extrémité proche de l'orifice 5 et il est entouré sur quasiment toute

sa longueur par une matière 9 d'isolation thermique Un sys-

tème de canaux 10 destiné à l'admission de l'air comburant

est constitué entre un bottier 11 entourant la matière d'i-

solation 9 et une enveloppe 13 munie d'un manchon tangentiel d'amenée 12 Une tête 15 de brûleur, fixée à ladite enveloppe

au moyen d'un filetage 14, présente à l'avant une face tron-

conique 16 Le bottier 11 est relié à la bague externe 8 par une bague de liaison 17 munie d'une face externe tronconique 18 Les deux faces tronconiques délimitent un intervalle annulaire 19 de forme tronconique qui assure la sortie de l'air et dont la largeur peut être modifiée par la profondeur de vissage de la tête 15 du brûleur De l'air de nettoyage est admis dans la chambre de gazéification l à partir du

système de canaux 10 par l'intermédiaire d'orifices d'étran-

glement 35-et 36 élaborés dans-le bottier 11 et dans le tube de gazéification 2, respectivement, ces orifices communiquant l'un avec l'autre par un espace libre réservé dans la matière

isolante 9.

Trois boulons 20 (dont un seul est représenté) sont

vissés dans des trous taraudés 21 du boîtier Il et ils ver-

rouillent en position le support 3, ainsi que le tube de

gazéification 2.

Le tube de gazéification 2 et la bague externe 8 consistent essentiellement en du carbure de silicium qui a été rendu étanche aux gaz par imprégnation au silicium Cette matière est en outre électriquement conductrice En variante ou en plus, le carbure de silicium peut être revêtu d'une couche d'oxynitrure de silicium A l'extrémité postérieure,

se trouve un anneau de raccordement 22 dont part un conduc-

teur de raccordement 23 La'bague 8 supporte extérieurement un anneau 24 de connexion électrique dont part un conducteur de raccordement 25 Ces raccordements ont été assurés au

moyen d'une brasure au silicium.

Le support 3 et la bague de liaison 17 sont fabri-

qués en une-matière électriquement et thermiquement isolante,

par exemple une matière céramique du type silicate de magné-

sium,cordiérite ou matière analogue Le support 3 est intro-

duit-dans le tube 2 avec étanchéité aux gaz De même, le tube d'admission est incorporé dans ce support 3 en étant étanche aux gaz Ces deux étanchements peuvent être réalisés

par une soudure au verre.

La matière 9 d'isolation thermique peut consister,

par exemple, en des fibres céramiques,en de l' oxyde d'alumi-

nium, du dioxyde de siliciumetc.

Les deux conducteurs de raccordement ou d'alimenta-

tion 23 et 25 sont reliés à un appareil d'enclenchement 26 qui est luimême alimenté par une source de tension 27, par

exemple une source de tension alternative normale du réseau.

Cet appareil 26 est commandé par un dispositif de commande 28 réalisé sous la forme d'un dispositif connu de chauffe

automatique et présentant un circuit de programmation 60.

Une première sortie 61 du dispositif 28 commande, à l'aide

d'un signal de blocage R, une valve 62 d'admission de carbu-

rant Au moyen d'un signal d'enclenchement T, une deuxième

sortie 63 de ce dispositif 28 commande la puissance du dis-

positif électrique de chauffage, à l'aide de l'appareil d'enclenchement 26 Une troisième sortie 64 dudit dispositif 28 commande, à l'aide d'un signal de libération U, une valve permettant l'admission de l'air dans le système de canaux Des signaux provenant du thermostat de la cuve, d'un contrôleur de flamme ou d'un appareil analogue sont appliqués de manière connue par des entrées 66, 67 et 68 du dispositif 28 Un dispositif de mesure 70, pouvant être raccordé à une entrée 69, délivre un signal de nettoyage S pour amorcer une phase de nettoyage lorsque la couche de dépôt dans la

chambre de gaziéfication 1 a dépassé une épaisseur prédéter-

minée Néanmoins, ce signal de nettoyage S peut aussi être

dérivé de données renfermées de toute façon par le disposi-

tif de commande 28 Par exemple, ce signal est engendré avant le début de chaque phase d'enclenchement; après l'expiration de chaque phase de déclenchement; après un certain nombre de périodes de fonctionnement de l'installation, lors de l'apparition d'un signal d'erreur émis en cas de défaillance de l'inflammation ou de la combustion; ou bien dans des

circonstances analogues.

D'une manière classique, le dispositif de commande 28 est conçu de façon que la phase d'enclenchement soit

répétée une ou plusieurs fois lorsqu'une tentative d'alluma-

ge demeure infructueuse, ou bien lorsque la flamme s'éteint en service Il se produit alors un déclenchement définitif que seul peut supprimer un réenclenchement manuel Dans ce cas, il est particulièrement favorable qu'une phase de net- toyage précède une-ou plusieurs phases d'enclenchement, car cela permet éventuellement d'éliminer les causes del'erreur

et de se dispenser du déclenchement.

La phase de nettoyage a lieu de la façon suivante les conducteurs de raccordement ou d'alimentation 23 et 25

sont alimentés en tension sans que le tube d'admission 4 déli-

* vre simultanément du carburant Dans ce cas, le tube de gazé-

ification 2 s'échauffe à une température de 7000 C à 14000 C.

D'éventuels dépôts de coke de mazout adhérant à sa face inter-

ne sont réduits en cendre par combustion en prélevant de l'oxygène de l'air de nettoyage dirigé vers ledit tube de gazéification Cette cendre est insufflée avec l'air de nettoyage dans la chambre de combustion 6 par l'orifice de

sortie 5.

Lorsque, le signal d'enclenchement T (et donc le chauffage) étant maintenu, le tube de gazéification 2 est refroidi par du carburant liquide qui y pénètre, ou bien lorsque, en cas de variation dudit signal T, le courant passant par le tube 2 est réduit, la température de ce tube

chute Une zone annulaire d'incandescence 29 persiste cepen-

dant à proximité de l'orifice de sortie 5, c'est-à-dire à l'intérieur de la bague externe 8 Lorsque l'admission du

carburant est enclenchée et que la première goutte de carbu-

rant est gazéifiée dans le tube 2, il en résulte, par adjonc-

tion de l'air se trouvant dans ce tube, un mélange combusti-

ble qui s'enflamme dans la zone d'incandescence 29 et qui

est repoussé dans la chambre de combustion 6 par le carbu-

rant gazéifié suivant, bhambre dans laquelle ce gaz ultérieur

forme, conjointement à l'air comburant admis par l'intermé-

diaire du système de canaux 10, un mélange combustible qui est enflammé par la flamme produite initialement dans la

zone d'incandescence Ensuite, la puissance électrique déli-

vrée au tube de gazéification 2 peut être réduite davantage, parce que l'obtention d'une combustion stoechiométrique ne

dépend plus d'une zone d'incandescence 29.

Dans la forme de réalisation selon la figure 2, les éléments correspondants sont affectés des mêmes indices numériques auxquels a été ajouté le chiffre de la première centaine Les éléments de l'ensemble qui ne sont pas illus

trés présentent des formes analogues à celles de la figure 1.

Un tube de gazéification 102 est équipé à son extré-

mité antérieure d'une plaque frontale 130 percée de plusieurs orifices de sortie 105 Ces derniers se trouvent au centre et sur un cercle concentrique Une bague externe enfilée 108 comporte un mentonnet 131 dont la paroi possède une région amincie 132 Lorsque du courant parcourt le tube 102 et la

bague externe 108, cette région 132 s'échauffe plus forte-

ment, ce qui donne naissance à cet endroit à une zone d'in-

candescence 129.

A son extrémité postérieure, le support est réalisé sous la forme d'un tube 103 qui est maintenu en place, dans le tube de gazéification 102, par deux bagues de soutien 133 et 134 Ces bagues comportent des orifices d'étranglement

respectifs 135 et 136 décalés mutuellement -Une chambre inter-

médiaire 137 est ménagée entre les deux bagues de soutien.

L'extrémité postérieure du tube de gazéification 102 est reliée au système de canaux 10-qui n'est pas illustré dans cet exemple De ce fait, une faible quantité d'air secondaire pénètre dans une chambre de gazéification 101 en provenance dudit système de canaux La sortie du carburant gazeux est cependant empêchée,parce que les bagues de soutien 133 et 134 forment un joint à labyrinthe Grâce aux orifices de sortie 105, le carburant gazeux peut présenter certaines formes de projection souhaitées Une face tronconique 138 de la bague 108 possède un angle de conicité sensiblement plus grand que celui du jet de carburant, de sorte que de l'air comburant est admis en plus dans la zone d'incandescence 129 par suite de la remise en circulation Une face externe

tronconique 118 permet d'acheminer l'air.

Dans la forme de réalisation selon la figure 3, on a utilisé des indices de référence affectés du chiffre de la deuxième centaine Le raccordement postérieur d'un tube de gazéification 202 n'est pas représenté en détail Ce tube 202 est entouré concentriquement et à distance par une enveloppe

tubulaire 239 qui est en appui sur ledit tube de gazéifica-

tion grâce à une bague postérieure de soutien 240 et à une

bague antérieure de soutien 241 L'enveloppe tubulaire sup-

porte une bague externe 208 permettant de fixer l'ensemble par l'avant Un raccordement électrique 224 est installé à l'extrémité arrière de l'enveloppe tubulaire Une chambre intermédiaire 242 entre les deux tubes sert de canal de

passage de l'air présentant, à l'avant de l'enveloppe tubu-

laire, un orifice 243 débouchant dans le système de canaux et, à l'arrière du tube de gazéification 202, un orifice 244 gagnant une chambre de gazéification 201 De ce fait,' de l'air secondaire, chauffé lors de son passage par la chambre intermédiaire 242, peut être introduit dans ladite

chambre de gazéification A l'extrémité antérieure, se trou-

ve une plaque frontale 230 percée d'orifices de sortie 205,

mais emprisonnant les faces extrêmes du tube de gazéifica-

tion 202 et de l'enveloppe tubulaire 239 Le tube 202, la plaque 230 et l'enveloppe 239 sont fabriqués en carbure de

silicium De ce fait, un circuit électrique fermé est éta-

bli entre les raccordements 222 et 224, ce qui fait que le tube de gazéification s'échauffe au maximum parce qu'il est conçu avec une plus forte résistance électrique A son extrémité antérieure, le tube de gazéification présente dans sa périphérie d'autres orifices de sortie 245 qui Communiquent, par l'intermédiaire d'une chambre annulaire 246, avec des orifices circonférentiels correspondants

247 dans l'enveloppe tubulaire Ces orifices circonféren-

tiels permettent une expulsion particulièrement facile de la cendre, le reste du tube de gazéification 202 étant, par ailleurs, agencé horizontalement De plus, lesdits orifices circonférentiels 245 et 247 permettent d'obtenir, dans le

tube de gazéification 202 et dans l'enveloppe 239, des réduc-

tions de section dans lesquelles a lieu un chauffage plus

fort, ce qui donne naissance à une zone d'incandescence 229.

Dans l'exemple de réalisation selon la figure 4, on a utilisé des références assorties du chiffre de la troisième centaine pour désigner des éléments correspondants Un tube

de gazéification 302, pouvant consister en une matière élec-

triquement isolante, possède à son extrémité antérieure une paroi frontale 330 percée d'un seul et unique orifice central

de sortie 305 Ce tube est entouré par une résistance chauf-

fante 348 (par exemple en carbure de silicium) pouvant se présenter, par exemple, sous la forme d'un tube fendu une fois sur toute sa longueur et plusieurs fois, sur la plus

grande partie de sa longueur, depuis ses deux extrémités.

Les extrémités séparées mutuellement comportent des raccor-

dements, parmi lesquels seul un raccordement coudé 32-4 est illustré dans l'exemple considérée Ce raccordement est pressé contre la résistance chauffante 348 par des boulons 349 et 350 Ces boulons prennent à leur tour appui contre un tube

isolant 351 qui entoure une matière 309 d'isolation thermi-

que Une douille d'espacement 352 en une matière isolante, échancrée dans la région des raccordements, sert à centrer

le tube de gazéification et elle est chargée par des vis 353.

A l'aide de ce chauffage indirect également, la température de nettoyage ou la température d'incandescence peut être atteinte au voisinage de l'extrémité avant du tube de gazéification 302 A la place du tube fendu, on peut

aussi utiliser des organes de chauffage en fil résistif pré-

sentant des enroulements hélicoïdaux à une ou plusieurs spires Une augmentation progressive des pas de ces spires

permet également d'obtenir des chauffages d'intensités loca-

lement différentes -

Dans tous les cas, de très petites pressions de pompage suffisent pour refouler le carburant dans le tube de gazéification, pressions se situant par exemple dans la

plage de 0,1 bar à 0,5 bar au maximum La puissance du bra-

leur peut être modifiée dans un rapport d'environ 1 à 10, les ajustements des quantités respectives de carburant et d'air

comburant ayant lieu dans une proportion sensiblement identi-

que Les raccordements peuvent être non seulement brasês,

mais aussi ménages par soudage ou par frittage.

Il va de soi que de nombreuses modifications peuvent être apportées au procédé, au brûleur et au dispositif de commande décrits et représentés, sans sortir du cadre de

l'invention.

Claims

REVENDICATIONS

1 Procédé pour faire fonctionner un brûleur à ga-

zéification pour un carburant liquide qui est dirigé vers une

chambre de gazéification, y est chauffé jusqu'à sa gazéifica-

tion, puis est délivré pour l'essentiel sous forme de gaz à une chambre de combustion dans laquelle il est mélangé au moins à la part prépondérante de l'air comburant, procédé caractérisé par le fait que, dans une phase de nettoyage qui

a lieu lors d'une interruption de l'alimentation en carbu-

rant, ladite chambre de gazéification est chauffée jusqu'à une température de nettoyage provoquant la réduction en

cendre par combustion de dépôts sur la paroi de ladite cham-

bre, cette cendre étant expulsée dans la chambre de combus-

tion. 2 Procédé selon la revendication 1, caractérisé par le fait que, lors de l'admission suivante de carburant, la

cendre est expulsée du gaz qui se dégage alors.

3 Procédé selon l'une des revendications 1 et 2,

caractérisé par le fait qu'une phasede nettoyage précède

chaque phase d'enclenchement.

4 Procédé selon l'une des revendications 1 et 2,

caractérisé par le fait qu'une phase de nettoyage succède à chaque phase de déclenchement

Procédé selon l'une des revendications 1 et 2,

caractérisé par le fait que la phase de nettoyage est provo-

quée en fonction d'un signal caractéristique de durées de fonctionnement.

6.' Procédé selon l'une des revendications 1 et 2,

caractérisé par le fait que la phase de nettoyage est provo-

quée en fonction d'un signal caractéristique de l'ampleur

des dépôts.

7 Procédé selon l'une quelconque des revendica-

tions 1 à 6, caractérisé par le fait que la phase de net-

toyage, suivie d'une phase d'enclenchement, est provoquée en fonction d'une erreur se manifestant par une défaillance

unique ou répétée de l'inflammation ou de la combustion.

8 Procédé selon la revendication 7, caractérisé par

le fait qu'un déclenchement automatique a lieu lorsque l'er-

reur persiste après un nombre prédéterminé de phases de nettoyage et d'enclenchement.

9 Procédé selon l'une quelconque des revendications

1 à 8, caractérisé par le fait que la température de nettoya-

ge se situe entre 7000 C et 14000 C O

Procédé selon l'une quelconque des revendications

1 à 9, caractérisé par le fait que, pendant la phase de net-

toyage, est délivrée à la chambre de gazéification une quan-

tité d'air représentant une petite fraction de la quantité

totale de l'air comburant.

11 Procédé selon la revendication 10, caractérisé

par le fait que la fraction est inférieure à 1,9 %.

12 Procédé selon l'une quelconque des revendications

1 à 11, caractérisé par le fait qu'une région proche de l'em-

bouchure de la chambre de gazéification est chauffée, au moins au début de la phase de fonctionnement, jusqu'à la , température d'incandescence O 13 Brûleur à gazéification comprenant une chambre

de gazéification pouvant être chauffée par un dispositif-

électrique de chauffage et percée d'au moins un orifice de sortie débouchant dans une chambre de combustion, ainsi qu'un système de canaux pour délivrer de l'air comburant à ladite chambre de combustion, pour la mise en oeuvre du procédé

selon l'une quelconque des revendications 1 à 11, brûleur

caractérisé par le fait que ladite chambre de gazéification ( 1; 101;-201; 301) est formée pour l'essentiel par un tube de gazéification ( 2; 102; 202; 302) s'étendant au centre du système de canaux ( 10); et par le fait que la section de sortie correspond à au moins 5 % de la section interne

dudit tube de gazéification.

14 Brûleur selon la revendication 13, caractérisé par le fait que la section de chaque orifice de sortie ( 5; ; 205; 305) est supérieure à 1 mm 2 et est de préférence

d'au moins 3 m 2.

Brûleur selon l'une des revendications 13 et 14,

caractérisé par le fait que le tube de gazéification ( 2) est

ouvert à son extrémité tournée vers la chambre de combustion.

16 = Brûleur selon l'une des revendications 13 et 14,

caractérisé par le fait que le tube de gazéification ( 102; 202; 302) présente, à son extrémité tournée vers la chambre de combustion, une plaque frontale ( 130; 230; 330) percée d'au moins un orifice de sortie ( 105; 205; 305) dont la section représente de 5 % à 40 % de la section interne dudit

tube de gazéification.

17 Brûleur selon l'une des revendications 13 et 14,

caractérisé par le fait que le tube de gazéification ( 202)

comporte une plaque frontale ( 230) qui obture au moins par-

tiellement son extrémité tournée vers la chambre de combus-

tion, ainsi que des orifices de sortie ( 245) dans sa paroi circonférentielle.

18 Brûleur selon l'une quelconque des revendica-

tions 13 à 17, caractérisé par le fait que le tube de gazéi-

f ication ( 2; 102; 202) consiste en une matière électriquement conductrice, des raccordements ( 22, 24; 122, 124; 222,

224) étant prévus pour l'alimentation en courant.

19 Brûleur selon la revendication 18, caractérisé par le fait que la matière dont est constitué le tube de

gazéification ( 2; 102; 202) possède une résistance élec-

trique plus grande que celle du coke de mazout.

Brûleur selon l'une des revendications 18 et

19, caractérisé par le fait que le tube de gazéification ( 2; 102; 202) consiste en du carbure de silicium rendu

étanche aux gaz par imprégnation au silicium.

21 Brûleur selon l'une quelconque des revendica-

tions 18 à 20, caractérisé par le fait que le tube de gazéi-

fication ( 2; 102; 202) consiste en du carbure de silicium

et supporte un revêtement en oxynitrure de silicium.

22 Brûleur selon l'une quelconque des revendica-

tions 18 à 21, caractérisé par le fait que les raccordements ( 22, 24; 122, 124; 222, 224) sont brasés par une brasure au siliciums

23 Brûleur selon l'une quelconque des revendications

18 à 22, caractérisé par le fait que le tube de gazéification ( 2; 202) est entouré par une couche de matière d'isolation thermique ( 9), les raccordements ( 22; 222, 224) se trouvant

cependant dans un espace exempt d'isolation.

24 Brûleur selon l'une quelconque des revendications

18 à 23, caractérisé par le fait que, à son extrémité tournée vers la chambre de combustion, le tu De de gazéification ( 2;

102) supporte extérieurement une bague ( 8; 108) en une mati-

ère électriquement conductrice, à proximité de la circonfé-

rence externe de laquelle se trouve un raccordement < 24; 124).

Brûleur selon la revendication 22, caractérisé par le fait que la bague ( 108) présente un mentonnet ( 131) en

saillie et fait elle-même office de tête a incandescence.

26 Brûleur selon l'une quelconque des revendications

13 à 25, caractérisé par le fait que, du côté entrée, la chambre de gazéification est reliée au système de canaux ( 10) par l'intermédiaire d'au moins un orifice d'étranglement ( 35,

36; 135, 136).

27 Brûleur selon l'une quelconque des revendications

12 à 26, caractérisé par le fait que le tube de gazéification se compose d'un premier tube ( 102) et d'un second tube ( 103) de diamètre plus petit, dont l'extrémité opposée à la chambre de combustion fait saillie au-delà dudit premier tube; et par le fait que, entre ces deux tubes, est intercalée au moins une bague de soutien ( 133, 134) dont le côté entrée est percé d'orifices d'étranglement ( 135, 136) communiquant

avec le système de canaux ( 10).

28 Brûleur selon l'une quelconque des revendications

18 à 27, caractérisé par le fait que le tube de gazéification ( 202) est entouré concentriquement par une enveloppe tubulaire ( 239) en une matière électriquement conductrice, qui est

maintenue à distance de ce tube et lui est raccordée électri-

quement par sa face extrême; et par le fait que les deux raccordements ( 222, 224) sont installés à l'extrémité dudit

tube de gazéification et de ladite enveloppe tubulaire éloi-

gnée de la chambre de combustion.

29 Brûleur selon la revendication 28, caractérisé par le fait que la chambre annulaire ( 242) entre les deux tubes ( 202, 239) sert de canal de passage de l'air, qui est relié au système de canaux par un orifice ( 243) percé dans l'extrémité de l'enveloppe tubulaire tournée vers la chambre de combustion, et est raccordé à la chambre de gazéification ( 201) par un orifice ( 244) pratiqué dans l'extrémité opposée

du tube de gazéification.

Brûleur selon l'une quelconque des revendications

13 à 29, caractérisé par le fait que le tube de gazéification

( 2; 102; 202; 302) est relié à un tube ( 4; 104; 204; -

304) d'admission de carburant par l'intermédiaire d'un sup-

port tubulaire ( 3; 103; 203; 303) et d'autres moyens de liaison, ledit support et éventuellement, ou en variante,

lesdits moyens de liaison consistant en une matière électri-

quement isolante.

31 Dispositif de commande comprenant une première

sortie de commande de l'admission du carburant dans le brû-

leur à gazéification, une deuxième sortie de commande de la

puissance du dispositif électrique de chauffage et éventuel-

lement une troisième sortie de commande de l'admission d'air, des entrées de grandeurs caractéristiques influençant le fonctionnement, ainsi qu'un circuit de programmation pour commander lesdites sorties à un instant approprié dans le

temps, pour la mise en oeuvre du procédé selon l'une quel-

conque des revendications 1 à 12, dispositif caractérisé

par le fait que ledit circuit de programmation ( 60) est conçu de telle façon que, en présence d'un signal de blocage (R) à la première sortie ( 61) et lorsqu 'apparaît un signal de nettoyage (S), la deuxième sortie ( 63) délivre un signal d'enclenchement (T) grâce auquel est délivrée au dispositif

de chauffage une puissance électrique suffisante pour provo-

quer la combustion de dépôts dans la chambre de gazéification.

32 Dispositif de commande selon la revendication 31, caractérisé par le fait que le circuit de programmation ( 60) est conçu de telle façon que, avec un chevauchement temporel avec le signal d'enclenchement (T), la troisième sortie ( 64) délivre un signal de libération (U) grâce auquel

de l'air secondaire est délivré à la chambre de gazéifica-

tion ( 1).

33 Dispositif de commande selon l'une des revendi-

cations 31 et 32, caractérisé par le fait que le circuit de

programmation ( 60) est conçu pour le déroulement chronologi-

quement approprié d'une phase d'enclenchement mettant en service le brûleur à gazéification et délivre le signal de nettoyage (S) avant le début de ladite phase d'enclenchement O

34 Dispositif de commande selon l'une des revendi-

cations 31 et 32, caractérisé par le fait que le circuit de

programmation ( 60) est conçu pour le déroulement chronologi-

quement approprié d'une phase de déclenchement provoquant la mise à l'arrêt du brûleur à gazéification et applique le signal de nettoyage (S) après l'achèvement de ladite phase

de déclenchement.

Dispositif de commande selon l'une des revendis cations 31 et 32, caractérisé par le fait que, pour délivrer le signal de nettoyage (S), il est prévu un dispositif de mesure caractérisant des durées de fonctionnement du brûleur

à gazéification.

36 Dispositif de commande selon l'une des revendi-

cations 31 et 32, caractérisé par le fait que, pour délivrer le signal de nettoyage (S), il est prévu un dispositif de

mesure ( 70) qui constate directement ou indirectement l'amx-

pleur des dépôts dans la chambre de gazéification.

37 Dispositif de commande équipé d'un circuit de sécurité délivrant un signal d'erreur lorsqu 'apparait une erreur se manifestant par une défaillance unique ou multiple de l'inflammation ou de la combustion, selon l'une quelconque

des revendications 31 à 36, dispositif caractérisé par le

fait que le circuit de programmation ( 60) renferme un cir-

cuit de commande qui, lors de l'apparition dudit signal d'er-

reur, provoque l'émission du signal de blocage (R) et du si-

gnal d'enclenchement (T) et donc une phase de nettoyage, pour amorcer ensuite une phase d'enclenchement par suppression dudit signal de blocage. 38 Dispositif de commande comportant un dispositif de déclenchement mis en action par un signal de déclenchement, selon la revendication 37, dispositif caractérisé par le fait

que ledit circuit de commande délivre ledit signal de déclen-

chement lorsque le signal d'erreur persiste après un nombre

prédéterminé de phases de nettoyage et d'enclenchement.