FR2678355A3

FR2678355A3 - Heating apparatus made up of a burner with rails (bar burner), a heat exchanger and a combustion chamber

Info

Publication number: FR2678355A3
Application number: FR9108182A
Authority: FR
Inventors: Nicco Polidoro
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1991-07-06
Filing date: 1991-06-26
Publication date: 1992-12-31
Anticipated expiration: 1997-06-26
Also published as: GB9114664D0; FR2678355B3; GB2257500A

Abstract

In accordance with the invention, provided in the walls of the combustion chamber (1) are orifices (10) for the introduction, under the effect of a fan (11), of a quantity of air which is intended to dilute the fumes, this being for the purpose of avoiding or in any case reducing to a minimum the formation of condensation water at the heat exchanger (3).

Description

La présente invention a pour objet un ensemble constitué par unThe subject of the present invention is an assembly constituted by a

brûleur du type à rampes, un échangeur de chaleur et une chambre de com- ramp type burner, a heat exchanger and a combustion chamber

bustion. On sait qu'on désigne sous Le terme de brûleur à rampes un brûleur qui comprend un certain nombre d'éléments rectilignes disposés côte à côte, dans chacun desquels sont ménagées des lumières traversées par le mélange de gaz combustible et d'air comburant primaire, lequel mélange est amené à chaque élément par un conduit profilé qui présente vers l'amont un tube Venturi propre à assurer le méLange air/gaz Suivant les cas, l'air est induit par le gaz provenant de La buse ou bien il est bustion. It is known that the term ramp burner designates a burner which comprises a certain number of rectilinear elements arranged side by side, in each of which are provided lights through which the mixture of combustible gas and primary oxidizing air, which mixture is brought to each element by a profiled duct which presents upstream a Venturi tube suitable for ensuring the air / gas mixture Depending on the case, the air is induced by the gas coming from the nozzle or else it is

refoulé par un ventilateur.driven back by a fan.

On peut se référer plus particulièrement à la réalisation qui a été décrite dans le demande de brevet italien N 85 507/A/84 au nom du même Demandeur, dans lequel il est prévu que les rampes sont rapprochées de manière tellement étroite qu'elles interdisent le passage de l'air We can refer more particularly to the embodiment which has been described in Italian patent application N 85 507 / A / 84 in the name of the same Applicant, in which it is intended that the ramps are brought together so narrowly that they prohibit the passage of air

secondaire qui alimente les flammes, de sorte que l'ensemble de la com- secondary which feeds the flames, so that the whole com-

bustion est assuré par le seul air comburant primaire, prévu en excès par rapport à la quantité stéchiométrique dans un pourcentage variant de bustion is ensured by the only primary oxidizing air, provided in excess relative to the stoichiometric amount in a percentage varying from

à 40 %, ceci dans le but principal de réduire le pourcentage de pro- to 40%, this with the main aim of reducing the percentage of

duits nitreux (NOX) renfermé par les produits de combustion. nitrous liquids (NOX) contained by the products of combustion.

Il convient par ailleurs d'observer qu'on se heurte à un inconvé- It should also be noted that there is a disadvantage

nient particulier lorsqu'il s'agit de chaudière dans lesquelles il est especially deny when it comes to boiler in which it is

possible de régler la puissance En fait, lorsqu'on abaisse la puissan- possible to adjust the power In fact, when the power is lowered

ce, le rendement de la chaudière tend à augmenter du fait que la même this, the efficiency of the boiler tends to increase because the same

surface à ailettes de l'échangeur reçoit une quantité moindre de cha- finned surface of the exchanger receives less heat

leur. Dans ces conditions apparaît le phénomène de la condensation de la vapeur d'eau sur la surface à ailettes, ce qui provoque la corrosion de their. Under these conditions appears the phenomenon of condensation of water vapor on the fin surface, which causes corrosion of

cet échangeur, ainsi à la limite que les retombées de l'eau de condensa- this exchanger, thus at the limit that the fallout of the condensed water

tion sur le brûleur; ce dernier fonctionne donc dans des conditions tion on the burner; the latter therefore operates under conditions

mauvaises et risque d'être endommagé. bad and may be damaged.

La présente invention a pour but de permettre la réalisation d'un appareillage constitué par un brûleur du type à rampes, un échangeur de chaleur et une chambre de combustion qui soit exempt des inconvénients The present invention aims to allow the realization of an apparatus consisting of a ramp type burner, a heat exchanger and a combustion chamber which is free of drawbacks

sus-mentionnés.mentioned above.

Ceci est obtenu en conformant de manière particulière la tête de chacune des rampes, ainsi qu'en pratiquant sur les parois de la chambre de combustion, en amont de l'échangeur de chaleur, des orifices pour This is obtained by conforming in particular the head of each of the ramps, as well as by practicing on the walls of the combustion chamber, upstream of the heat exchanger, orifices for

l'émission d'une quantité d'air destinée à la dilution des fumées. the emission of a quantity of air intended for the dilution of the fumes.

Cette disposition permet de réduire La température du point de ro- This arrangement makes it possible to reduce the temperature of the ro-

sée; Les orifices sont ménagés à une hauteur tel Le que l'air qui pénètre à travers Lesdits orifices soit apte à di Luer Les fumées après que La combustion a été complétée, en évitant de La sorte La formation de CO. sée; The orifices are arranged at a height such that the air which penetrates through said orifices is capable of dissolving the fumes after combustion has been completed, thereby avoiding the formation of CO.

D'autres dispositions remarquables de L'appareil Lage suivant l'in- Other remarkable arrangements of the Lage apparatus according to the in-

vention ressortiront de La description qui va suivre en référence au vention will emerge from the description which follows with reference to

dessin annexé, leque L desssin, donné à titre d'exemple, permettra de mieux comprendre L'invention, Les caractéristiques qu'elle présente et les avantages qu'elle est susceptible de procurer: Fig 1 est une coupe verticale schématique d'un appareillage établi conformément à l'invention; Fig 2 est une vue en perspective axionométrique montrant appended drawing, which the drawing, given by way of example, will make it possible to better understand the invention, the characteristics which it presents and the advantages which it is capable of providing: FIG. 1 is a schematic vertical section of an apparatus established in accordance with the invention; Fig 2 is an axionometric perspective view showing

l'un des éléments ou rampe de l'appareillage suivant fig 1. one of the elements or ramp of the apparatus according to fig 1.

En fig 1, on peut voir que L'appareillage représenté comprend une chambre de combustion 1 au-dessous de Laquelle est prévu un brûleur à rampes 2, tandis que sa partie supérieure est surmontée par un échangeur In fig 1, it can be seen that the apparatus shown comprises a combustion chamber 1 below which is provided a burner with ramps 2, while its upper part is surmounted by an exchanger

de chaleur 3 Les fumées sont évacuées à L'extérieur à travers un con- heat 3 The fumes are evacuated outside through a con-

duit de cheminée 4.chimney flue 4.

Le brûleur 2 est alimenté en air pulsé au moyen d'un ventilateur 5. The burner 2 is supplied with forced air by means of a fan 5.

Cet air se mélange avec le combustible provenant d'une série de buses 6 disposées en vis-à-vis des ouvertures d'entrée 7 d'un tube Venturi 8, This air mixes with the fuel coming from a series of nozzles 6 arranged opposite the inlet openings 7 of a Venturi tube 8,

prévu en amont d'un conduit profilé 9, le tout à La façon en soi connue. provided upstream of a profiled conduit 9, all in known manner.

Conformément à une première caractéristique essentielle de L'appa- In accordance with a first essential characteristic of the Appa-

reillage suivant L'invention, dans les parois 1 ' de la chambre de com- reillage according to the invention, in the walls 1 ′ of the control chamber

bustion sont ménagés des orifices 10 à travers Lesquels est introduit à bustion are formed from the orifices 10 through which is introduced to

L'intérieur de ladite chambre L'air pulsé par un ventilateur 11. The interior of said chamber Air blown by a fan 11.

Cet air sert à diluer les fumées chaudes provenant du brûleur, en vue de diminuer La température du point de rosée et d'éviter ainsi la This air is used to dilute the hot fumes from the burner, in order to decrease the dew point temperature and thus avoid

condensation de L'eau sur l'échangeur, condensation dont on a antérieu- condensation of water on the exchanger, condensation which was previously

rement indiqué les inconvénients.rely indicated the disadvantages.

On est ainsi en mesure de maintenir de manière constante Le débit de l'air de dilution ou, en alternative, on peut prévoir la possibilité de faire varier ce débit en fonction inverse de La puissance thermique We are thus able to maintain the flow rate of the dilution air constantly or, alternatively, we can provide the possibility of varying this flow rate as an inverse function of the thermal power.

du brûleur, en obtenant de la sorte un rendement constant. of the burner, thereby obtaining a constant output.

Il est avantageux que le plus grand nombre des orifices soit pra- It is advantageous for the greatest number of the orifices to be made

tiqué dans la paroi qui correspond à celle dans Laquelle les tubes d'eau de l'échangeur de chaleur se trouvent à la température La plus basse, ticked in the wall which corresponds to that in which the water tubes of the heat exchanger are at the lowest temperature,

c'est-à-dire dans La paroi tournée du côté de L'entrée de L'eau froide. that is to say in the wall turned towards the entry side of cold water.

En effet, La différence de température entre les sections d'entrée et de sortie de l'eau est d'environ 200, ce qui explique que la formation de The difference in temperature between the inlet and outlet sections of the water is around 200, which explains why the formation of

condensat sur Les tubes est favorisée Lorsque L'eau est la plus froide. condensate on the tubes is favored when the water is coldest.

On comprend dans ces conditions que le rendement peut être maintenu au niveau le plus élevé possible, du fait que la dilution est opérée là It is understood under these conditions that the yield can be maintained at the highest possible level, because the dilution is carried out there.

o elle est effectivement nécessaire. o it is actually necessary.

Une autre caractéristique fondamentale de l'appareillage suivant l'invention réside dans la conformation particulière du brûleur, au Another fundamental characteristic of the apparatus according to the invention resides in the particular conformation of the burner,

niveau de La tête de celui-ci (voir fig 2). level of the head of it (see fig 2).

La partie supérieure ou tête de chaque élément présente une struc- The upper part or head of each element has a structure

ture en forme de boîtier 12 propre à définir une chambre 13 entre son fond percé en 13 ' et son p Lafond 14 percé de trous 15 au niveau desquels ture in the form of a box 12 suitable for defining a chamber 13 between its bottom pierced in 13 'and its Lafond p 14 pierced with holes 15 at the level of which

s'opère la combustion.combustion takes place.

Par suite de la Longueur de la tête ainsi conformée, la structure sera réalisée en au moins deux éléments, trois dans la réalisation représentée Cet agencement s'est révélé utile du fait qu'il réduit Les effets des déformations thermiques et qu'en outre la construction est As a result of the length of the head thus shaped, the structure will be produced in at least two elements, three in the embodiment shown. This arrangement has proved useful because it reduces the effects of thermal deformations and, moreover, the construction is

considérablement simplifiée.considerably simplified.

Les essais qui ont été effectués ont permis de vérifier que l'em- The tests that have been carried out have verified that the em-

bouchure du tube Venturi 7 devait préférablement présenter une section relativement réduite Ceci peut être obtenu en montant, en avant de l'embouchure, une tôle 7 ' (voir fig 1) qui est percée d'un trou calibré dont la section est plus faible que celle de l'embouchure précitée de mouth of the Venturi tube 7 should preferably have a relatively reduced section This can be obtained by mounting, in front of the mouth, a sheet 7 '(see fig 1) which is pierced with a calibrated hole whose section is smaller than that of the aforementioned mouth of

façon à fermer partiellement cette dernière. so as to partially close it.

En premier Lieu, cette disposition permet de maintenir constant le rapport air/gaz dans les différentes conditions d'emploi Dans le cas contraire, on a pu en effet constater un échauffement excessif de la Firstly, this arrangement makes it possible to keep the air / gas ratio constant under the various conditions of use. Otherwise, it has indeed been possible to observe an excessive heating of the

partie centra Le des têtes du brûleur. central part of the burner heads.

De plus, l'étranglement obtenu détermine une différence considéra- In addition, the strangulation obtained determines a considerable difference

ble de pression entre La zone d'entrée du mélange gazeux et la zone de la chambre de combustion située immédiatement en aval de la tête du brûleur. De cette façon, il est en effet possible de disposer un capteur 16, propre à relever la différence de pression entre ces deux zones, et ce même dans les conditions de fonctionnement à basse puissance Ceci peut être utile en vue du réglage de la pression du gaz en fonction de celle de l'air comburant, laquelle est à la façon connue réglée en fonction de la demande d'énergie thermique de la part de l'utilisateur, suivant ble of pressure between the gas mixture inlet zone and the combustion chamber zone located immediately downstream of the burner head. In this way, it is indeed possible to have a sensor 16, capable of detecting the pressure difference between these two zones, even under low power operating conditions. This may be useful for adjusting the pressure of the gas as a function of that of the combustion air, which is in the known manner adjusted as a function of the demand for thermal energy on the part of the user, according to

qu'il s'agit du chauffage de l'ambiance ou du chauffage de l'eau sani- whether it is space heating or domestic water heating

taire.to hush up.

On peut prévoir un ventilateur unique propre à assurer les fonc- It is possible to provide a single fan capable of ensuring the functions

tions des deux ventilateurs 5 et 11 ci-dessus décrits En vue d'éviter des vibrations éventuelles du front de flamme, il s'est révélé utile de prévoir une plaque perforée 17, montée immédiatement en aval de l'échangeur 3 On comprend que cette plaque 17 détermine une résistance tions of the two fans 5 and 11 described above In order to avoid possible vibrations of the flame front, it has proved useful to provide a perforated plate 17, mounted immediately downstream of the exchanger 3 It is understood that this plate 17 determines a resistance

au passage des fumées et désamorce ainsi la mise en vibration sus-men- the passage of smoke and thus defuses the above-mentioned vibration

tionnée. Les essais ont permis de vérifier que l'appareillage suivant l'invention est en mesure de réduire de manière très sensible et même tioned. The tests made it possible to verify that the apparatus according to the invention is able to reduce very significantly and even

d'éviter totalement la formation d'un condensat au niveau de l'échan- totally avoid the formation of condensate at the level of the sample

geur En outre, les produits de combustion présentent une très faible In addition, the combustion products have a very low

teneur en NO ainsi qu'en CO.NO and CO content.

xx

IL doit d'ailleurs être entendu que la description qui précède n'a It should also be understood that the foregoing description has

été donnée qu'à titre d'exemple et qu'elle ne limite nullement le domai- given as an example and does not limit the area

ne de l'invention dont on ne sortirait pas en remplaçant les détails ne of the invention which we would not leave by replacing the details

d'exécution décrits par tous autres équivalents. of execution described by all other equivalents.

t 5 2678355t 5 2678355

Claims

R E V E N D I C A T I O N S

1 Heating device consisting of a ramp burner, a heat exchanger and a combustion chamber, characterized in that each of the burner ramps has a structure (12) in the form of a housing which is perforated at its upper part (14) , while on the walls (1 ') of the combustion chamber (1) are provided, upstream of the heat exchanger (3), orifices (10) for the entry of air

pulsed intended for the dilution of smoke.

2 Apparatus according to claim 1, characterized in that it

comprises a t 6 the perforated (17) downstream of the exchanger (3).

3 Apparatus according to any one of claims 1 and 2,

characterized in that in front of the inlet mouth (7) of the Venturi (8) which feeds each of the burner ramps (2) is provided a sheet (7 ') pierced with a calibrated hole whose cross section is lower than that of

the aforementioned mouthpiece so as to partially close it.

4 Apparatus according to any one of the claims which

above, characterized in that it comprises a single fan capable of ensuring in itself, the supply of combustion air to the burner and

the dilution air supply to the combustion chamber.

Apparatus according to any one of the claims which

above, characterized in that the box-like structure (12) provided at each of the ramps is divided transversely into

at least two sectors assembled one against the other.