FR2910955A1

FR2910955A1 - Pilot lighter for e.g. industrial furnace's burner in petrol refining field, has flame-holder device with orifice forming complementary air inlet, and flame holding unit constituted of metallic elements brought to high temperature

Info

Publication number: FR2910955A1
Application number: FR0611479A
Authority: FR
Inventors: Gerard Mougey; Marc Deux; Frederick Beau
Original assignee: Total France SA
Current assignee: Total Marketing Services SA
Priority date: 2006-12-28
Filing date: 2006-12-28
Publication date: 2008-07-04
Anticipated expiration: 2026-12-28
Also published as: WO2008096061A2; FR2910955B1; WO2008096061A8; WO2008096061A3

Abstract

The lighter (1) has an end with an annular fuel and air pre-mixing chamber, and another end with a flame-holder device (2), where the ends are connected by a hollow central part (3). The chamber has an inner profile converging towards the central part for allowing aspiration of air necessary to combustion of flame of the lighter. The device has an annular orifice forming a complementary air inlet, and a flame holding unit constituted of metallic elements e.g. plates, brought to a high temperature by the flame. The device is placed inside a combustion zone of an industrial furnace. An independent claim is also included for a method of utilizing a pilot lighter.

Description

VEILLEUSE DE BRULEUR ET SON UTILISATION La présente invention concerne uneBURNER PILOT AND ITS USE The present invention relates to a

veilleuse et son procédé d'utilisation, quand elle est associée à un brûleur installé sur tout type de four ou chaudière, notamment dans le domaine du raffinage du pétrole ou de la pétrochimie. Dans une raffinerie de pétrole, plusieurs types de fours sont utilisés pour apporter les températures requises à des charges hydrocarbonées, en amont des étapes des procédés de raffinage. Ces fours, qui peuvent adopter une forme cylindrique ou parallélépipédique, sont généralement équipés de plusieurs brûleurs dont le nombre peut varier de un à plusieurs dizaines pour un même four, avec des puissances calorifiques par brûleur comprises entre 500 à plus de 5000 thermies par heure. Habituellement les brûleurs sont alimentés totalement au gaz ou au fioul, ou encore par un mélange gaz et fioul. Les brûleurs, généralement à flamme ouverte, peuvent être disposés sur une sole ou sur les parois du four, à un seul ou plusieurs niveaux. La charge hydrocarbonée à chauffer circule dans un faisceau de tubes qui s'étend le long de la paroi interne du four, dans la zone de radiation, puis dans la zone de convection située au niveau supérieur du four. Le four constitue un élément essentiel et indispensable dans tout processus industriel, tel le raffinage du pétrole ou l'industrie pétrochimique, et une baisse de puissance par extinction d'un ou plusieurs brûleur(s), ou un arrêt total du four, provoque irrémédiablement une perte de rendement des procédés de traitements situés en aval, entraînant une dégradation de la qualité des produits fabriqués, voire un arrêt total de la production. Il y a donc un intérêt primordial pour l'exploitant à ce que les fours ou chaudières installé(e)s dans différents processus de fabrication, fonctionnent constamment à leur meilleur rendement pour une exploitation optimale. A côté de cet élément clé que représentent la stabilité et le bon fonctionnement d'un four dans un procédé de raffinage du pétrole, l'aspect sécurité pour les personnes et les matériels est également impératif. En effet, une accumulation confinée de quantités importantes de gaz combustibles non brûlées par des brûleurs accidentellement pilot and its method of use, when it is associated with a burner installed on any type of furnace or boiler, especially in the field of petroleum refining or petrochemistry. In an oil refinery, several types of furnaces are used to bring the required temperatures to hydrocarbon feedstocks, upstream of the refinery process steps. These furnaces, which can adopt a cylindrical or parallelepipedic shape, are generally equipped with several burners whose number may vary from one to several tens for the same furnace, with burner heating power ranging from 500 to more than 5000 therms per hour. Usually the burners are totally fueled with gas or oil, or by a gas and fuel mixture. The burners, generally open flame, can be arranged on a sole or on the walls of the oven, at one or more levels. The hydrocarbon feedstock to be heated circulates in a bundle of tubes which extends along the inner wall of the furnace, in the radiation zone, and then in the convection zone located at the upper level of the furnace. The furnace is an essential and essential element in any industrial process, such as petroleum refining or the petrochemical industry, and a power loss by extinguishing one or more burner (s), or a total cessation of the furnace, irremediably causes a loss of efficiency of downstream processing processes, which leads to a deterioration in the quality of the products manufactured, or even a total cessation of production. There is therefore a primary interest for the operator that furnaces or boilers installed in different manufacturing processes, operate constantly at their best performance for optimal exploitation. In addition to this key element, which is the stability and smooth operation of an oven in a petroleum refining process, the safety aspect for people and equipment is also imperative. In fact, a confined accumulation of large quantities of unburned combustible gases by accidental burners

éteints, présente d'importants risques d'explosion lors d'une remise en marche (flamme d'un allumeur, points chauds, ou étincelle électrique) non contrôlée, pouvant provoquer la destruction du four et mettant en danger les personnels d'exploitation. extinguished, there is a significant risk of explosion when restarting (igniter flame, hot spots, or electric spark) uncontrolled, can cause destruction of the oven and endangering operating personnel.

Pour éviter les problèmes ci-dessus énoncés et principalement ceux inhérents à l'aspect sécurité, les exploitants et constructeurs de brûleurs ont associés à chacun des brûleurs, un dispositif dénommé habituellement veilleuse de brûleur, ou pilote de brûleur ou pilot burner en anglais, afin d'assurer la présence au plus près du brûleur d'une flamme permanente et stable qui représente un élément de sécurité, afin d'éviter toute accumulation de combustible non brûlé dans l'enceinte confinée qu'est un four. C'est ainsi que des constructeurs ont proposé des veilleuses associées à un type de brûleur, alimentées par un circuit distinct de combustible, de préférence du gaz, avec un apport d'air situé à l'extérieur du four, les veilleuses étant généralement disposées au plus près des brûleurs. Pour que l'ajout d'une veilleuse à un brûleur apporte un élément de sécurité quant à des éventuelles extinctions non désirées dudit brûleur, il est indispensable que la flamme de la veilleuse soit permanente, quelque soit les évènements, par exemple thermodynamiques, extérieurs. Malheureusement, il s'avère que plusieurs situations en milieu industriel, dont certaines sont indiquées ci-dessous, peuvent favoriser l'extinction non contrôlée de la flamme d'une veilleuse d'un brûleur de four ou de chaudière. Le diamètre de l'orifice calibré du gicleur de gaz combustible, généralement inférieur à 1 mm, combiné à un gaz d'alimentation de qualité industrielle, c'est-à-dire pouvant véhiculer des particules solides de très faibles dimensions, sont deux facteurs pouvant entraîner un bouchage du gicleur et donc l'extinction de la veilleuse. La flamme de la veilleuse étant soumise aux conditions d'exploitation du brûleur, donc du four, celle-ci peut être soufflée, c'est-à-dire détachée (ou décrochée) du dispositif porte flamme de la veilleuse (aussi appelé dans la profession nez de la veilleuse ), par un apport d'air ou plus précisément par une vitesse de déplacement de cet air trop importante. Cet apport d'air se produit généralement, pour un four To avoid the aforementioned problems and mainly those inherent to the safety aspect, burner operators and manufacturers have associated with each of the burners, a device usually referred to as a burner pilot, or pilot burner or pilot burner in English, so to ensure the presence as close to the burner of a permanent and stable flame which represents a safety element, in order to avoid any accumulation of unburned fuel in the confined enclosure that is an oven. Thus, manufacturers have proposed pilot lights associated with a type of burner, fed by a separate fuel circuit, preferably gas, with a supply of air located outside the oven, the night lights being generally arranged closer to the burners. In order for the addition of a pilot light to a burner to provide a safety element with regard to possible unwanted extinguishings of the burner, it is essential that the flame of the pilot be permanent, whatever the events, for example thermodynamic, external. Unfortunately, it turns out that several industrial situations, some of which are indicated below, may promote the uncontrolled extinguishment of the flame of a pilot burner of a furnace burner or boiler. The diameter of the calibrated orifice of the fuel gas nozzle, generally less than 1 mm, combined with a feed gas of industrial quality, that is to say able to convey solid particles of very small dimensions, are two factors may cause the nozzle to clog and thus extinguish the pilot. The pilot flame is subject to the operating conditions of the burner, so the oven, it can be blown, that is to say detached (or unhooked) of the flame holder device of the pilot (also called in the profession nose of the night light), by a contribution of air or more precisely by a speed of displacement of this air too important. This supply of air usually occurs, for an oven

fonctionnant avec un tirage d'air naturel, en cas de déréglage du registre des fumées, provoquant ainsi un changement brutal dans le gradient des dépressions de gaz à l'intérieur du four. Une autre source d'apport d'air non contrôlé pouvant provoquer le soufflage de la flamme de la veilleuse, peut provenir des ventilateurs de brûleurs fonctionnant à air pulsé. La composition moléculaire du gaz combustible du réseau industriel local peut être aléatoire, avec par exemple des teneurs en hydrogène pouvant varier dans des proportions importantes (20 à 100 % en volume) entraînant ainsi des changements de vitesse de propagation de la flamme, avec un risque majeur de décrochage et donc d'extinction de ladite flamme de la veilleuse. Des solutions existent aujourd'hui dans l'art pour palier à ces types de risques d'extinction, par exemple le changement du nez de la veilleuse en fonction de la composition du gaz combustible, mais leur efficacité n'est pas totale et, de plus, comme ci-dessus indiqué, non universelle. operating with a natural air draft, in the event of a change in the flue gas register, thus causing a sudden change in the gradient of the gas depressions inside the furnace. Another source of uncontrolled air supply that can cause the flame of the pilot flame to blow may be from the blower fans operating with forced air. The molecular composition of the fuel gas of the local industrial network can be random, with for example hydrogen contents that can vary in large proportions (20 to 100% by volume) thus causing changes in the speed of propagation of the flame, with a risk major stall and therefore extinction of said pilot flame. Solutions exist today in the art to overcome these types of extinction risks, for example the change of the nose of the night light depending on the composition of the fuel gas, but their effectiveness is not total and, of more, as above indicated, not universal.

La Demanderesse a donc remédié aux inconvénients cités plus avant par des améliorations de la géométrie générale des veilleuses en vue de disposer d'un élément de sécurité fiable et constant, associé à chaque brûleur de four ou de chaudière. Les recherches de la Demanderesse ont eu ainsi pour principal objet une modification de la chambre de pré-mélange air/gaz de la veilleuse, ainsi qu'un nouveau profil pour le nez de ladite veilleuse. La présente invention a par conséquent pour objet une veilleuse pour brûleur de four industriel comportant à l'une de ses extrémités une chambre annulaire de pré-mélange d'au moins un combustible et d'air, et à l'autre extrémité un dispositif porte-flamme, les deux extrémités étant reliées par une partie centrale creuse, caractérisée en ce que - le profil interne de la chambre annulaire de pré-mélange, située de préférence à l'extérieur de la zone de combustion du four, est du type convergent en direction de la partie centrale creuse pour permettre l'aspiration requise à au moins une partie de l'air nécessaire à la combustion de la flamme de la veilleuse, The Applicant has thus remedied the disadvantages mentioned above by improvements in the general geometry of the pilot lights in order to have a reliable and constant safety element associated with each furnace burner or boiler. The main object of the Applicant's research was to modify the air / gas pre-mixing chamber of the pilot, as well as a new profile for the nose of said pilot. The present invention therefore relates to a night light for an industrial furnace burner having at one of its ends an annular chamber premix of at least one fuel and air, and at the other end a door device -flame, the two ends being connected by a hollow central portion, characterized in that - the internal profile of the annular premix chamber, preferably located outside the combustion zone of the furnace, is of the convergent type in the direction of the hollow central part to allow the suction required for at least a part of the air necessary for the combustion of the pilot flame,

- le dispositif porte-flamme, situé à l'intérieur de la zone de combustion du four près d'un brûleur, comporte un moyen d'entrée d'air complémentaire, et en ce que, - ledit dispositif porte-flamme comporte un moyen d'accrochage de la flamme constitué d'un élément métallique porté à haute température par la flamme de la veilleuse. Avantageusement, la chambre annulaire de pré-mélange comporte une alimentation centrale pour combustible, constituée d'un tube se terminant par un gicleur dont l'axe est situé dans l'axe X'X de ladite chambre, et un moyen d'alimentation en air constitué de lumières situées sur la paroi de ladite chambre, de préférence à débit réglable. L'orifice calibré du gicleur équipant la veilleuse, objet de la présente invention, est disposé perpendiculairement à l'axe de la chambre de pré-mélange. Le diamètre de cet orifice calibré est compris entre 1 et 4 mm, de préférence compris entre 2 et 3 mm, permettant ainsi, par ses dimensions importantes, de limiter les risques de bouchages les plus courants de ce type de gicleur. De plus, afin d'éliminer au maximum toute possibilité d'obstruction du gicleur, une filtration du gaz combustible est réalisée de préférence en amont du gicleur. Le tube d'alimentation en gaz combustible se terminant par le gicleur, adopte au niveau dudit gicleur, un profil interne de type convergent vers l'orifice calibré. Le gicleur étant disposé sur l'axe de la chambre de pré-mélange et celle-ci adoptant également un profil de type convergent en direction de la partie centrale creuse qui peut être, dans une version préférée de la présente invention, un tube central creux reliant les deux extrémités de la veilleuse, ladite chambre de prémélange se comporte comme la partie amont d'une tuyère, ou d'un venturi sans sa partie divergente, provoquant une augmentation de la vitesse des gaz qui se déplacent du gicleur vers l'entrée du tube creux en direction du nez de la veilleuse. A cette augmentation de la vitesse des gaz et en application du principe de la dynamique des fluides (équation de Bernoulli) est créée une dépression permettant ainsi d'aspirer l'air nécessaire à la combustion de la veilleuse par l'intermédiaire d'un moyen d'alimentation en air débouchant dans la chambre de pré-mélange. De préférence, ce moyen d'alimentation en air comporte un moyen de réglage du débit, donc de l'aspiration en air, qui peut être manuel ou automatique, ou encore the flame-holder device, located inside the combustion zone of the furnace near a burner, comprises a complementary air inlet means, and in that said flame-holder device comprises a means attachment of the flame consisting of a metal element carried at high temperature by the flame of the night light. Advantageously, the annular premix chamber comprises a central feed for fuel, consisting of a tube ending in a nozzle whose axis is located in the axis X'X of said chamber, and a feed means air consisting of lights located on the wall of said chamber, preferably adjustable flow. The calibrated orifice of the nozzle equipping the pilot, object of the present invention, is arranged perpendicular to the axis of the premix chamber. The diameter of this calibrated orifice is between 1 and 4 mm, preferably between 2 and 3 mm, thus, by its large dimensions, to limit the risk of blockages most common of this type of nozzle. In addition, in order to eliminate as much as possible any possibility of obstruction of the nozzle, filtration of the combustible gas is preferably carried out upstream of the nozzle. The fuel gas supply tube terminating in the nozzle, adopts at said nozzle, an internal profile of the type converge towards the calibrated orifice. The nozzle being disposed on the axis of the premix chamber and the latter also adopting a convergent type profile towards the hollow central portion which may be, in a preferred version of the present invention, a central hollow tube connecting the two ends of the pilot, said premix chamber behaves like the upstream part of a nozzle, or a venturi without its diverging part, causing an increase in the speed of the gases that move from the nozzle to the inlet hollow tube towards the nose of the night light. With this increase of the velocity of the gases and in application of the principle of the dynamics of the fluids (Bernoulli equation) is created a depression thus making it possible to suck the air necessary for the combustion of the night light by means of a means air supply opening into the premix chamber. Preferably, this air supply means comprises a means for adjusting the flow rate, therefore the air suction, which can be manual or automatic, or

commandé à distance dans un processus de régulation automatique des conditions de combustion des veilleuses, par exemple d'un four ou d'une chaudière. Le moyen d'alimentation peut être une couronne mobile percée de plusieurs lumières, par exemple trois lumières en regard de mêmes lumières disposées sur la paroi de la chambre de pré-mélange. Le rapport du plus grand sur le plus petit diamètre de la chambre annulaire de pré-mélange est compris entre 2 et 6 et de préférence entre 2,5 et 4. La longueur de ladite chambre est égale à environ 4 à 8 fois son plus petit diamètre, de préférence 5 à 7 fois. Le débit du gaz combustible est compris entre 2 et 15 Nm3/H et de préférence entre 3 et 8 Nm3/H. La pression du gaz combustible est régulée entre 0,1 et 2 bars et de préférence entre 0,3 et 0,8 bars. Selon une variante préférée de l'invention, la partie centrale creuse est de forme sensiblement cylindrique. Selon un mode de réalisation préféré, la veilleuse est sensiblement longitudinale d'axe (X'X), mais la partie centrale creuse reliant les deux extrémités peut adopter un angle de courbure afin de faciliter l'installation de ladite veilleuse dans, ou au plus près d'un brûleur. controlled remotely in a process of automatic regulation of the combustion conditions of the pilot lights, for example an oven or a boiler. The supply means may be a movable ring pierced with several lights, for example three lights facing identical lights disposed on the wall of the premix chamber. The ratio of the largest to the smallest diameter of the annular premix chamber is between 2 and 6 and preferably between 2.5 and 4. The length of said chamber is equal to about 4 to 8 times its smaller diameter, preferably 5 to 7 times. The flow rate of the fuel gas is between 2 and 15 Nm3 / H and preferably between 3 and 8 Nm3 / H. The pressure of the fuel gas is regulated between 0.1 and 2 bar and preferably between 0.3 and 0.8 bar. According to a preferred variant of the invention, the hollow central portion is substantially cylindrical in shape. According to a preferred embodiment, the pilot is substantially longitudinal axis (X'X), but the hollow central portion connecting the two ends can adopt a curvature angle to facilitate the installation of said nightlight in, or at most near a burner.

Afin d'éviter un décrochement de la flamme de la veilleuse, pouvant aller jusqu'à son extinction, le dispositif porte flamme, comporte de préférence un moyen d'accrochage de la flamme situé à l'autre extrémité de celle supportant la chambre de pré-mélange. Différents types d'accroches flammes peuvent être constitués par tout type d'éléments métalliques, tels des tubes, des plaques, installés seuls ou en combinaisons les uns avec les autres. Dans un mode de réalisation particulièrement préféré de l'invention, ce moyen est constitué d'un croisillon réalisé par deux plaques disposées perpendiculairement se croisant selon une ligne sensiblement parallèle à la direction de la flamme. C'est ce croisillon, disposé directement dans la flamme qui, monté en température, constitue un point chaud ou plus exactement une plus grande surface chaude que les nez de veilleuses de l'art, surface chaude qui demeure facilitatrice du maintien de la flamme à la sortie du nez de la veilleuse. In order to avoid a detachment of the pilot flame, which may go to extinction, the flame holder device preferably comprises a flame attachment means located at the other end of that supporting the pre-chamber. -mixed. Different types of flame hangers may be constituted by any type of metal elements, such as tubes, plates, installed alone or in combination with each other. In a particularly preferred embodiment of the invention, this means consists of a cross formed by two perpendicularly arranged plates crossing in a line substantially parallel to the direction of the flame. It is this brace, placed directly in the flame which, when raised in temperature, constitutes a hot spot or, more exactly, a larger hot surface than the nose lights of the art, hot surface which remains facilitator of the maintenance of the flame. the exit of the nose of the night light.

Pour améliorer la stabilité de la combustion du mélange air/ gaz de la veilleuse et éviter ainsi des extinctions de la flamme de ladite veilleuse en cas, par exemple, de variations importantes de la composition moléculaire du gaz combustible, la Demanderesse a ajouté un moyen d'entrée d'air complémentaire au niveau du nez de la veilleuse. De préférence, ce moyen, qui est un orifice annulaire permettant une entrée d'air complémentaire, est situé selon un mode de réalisation préféré de l'invention, du côté d'une extrémité d'entrée dudit dispositif porte-flamme, dans le sens de circulation du mélange air et combustible, plus précisément du côté opposé à celui du moyen d'accrochage de la flamme. L'air complémentaire provient de l'air d'alimentation des brûleurs qui peut être selon les cas, l'air primaire ou l'air secondaire distribué par un système de registre, les dits registres étant généralement non étanches, ou par l'air présent dans la chambre de combustion du four, ou encore par les ventilateurs d'air des brûleurs fonctionnant à air pulsé. La dépression interne du four, déterminée par l'ouverture du registre des fumées, permet une aspiration de cet air complémentaire au niveau du nez de la veilleuse. Avantageusement, des chicanes, disposées sur le parcours d'entrée de l'air complémentaire et en aval de l'extrémité de la partie centrale creuse véhiculant le mélange air/gaz, permettent d'assurer un brassage et une homogénéisation du mélange combustible avec l'air complémentaire. Le rapport des surfaces de l'orifice annulaire d'entrée d'air complémentaire sur l'extrémité de la partie centrale creuse est compris entre 2 et 4, de préférence entre 2,5 et 3,5. De préférence, selon l'invention, le dispositif porte-flamme comporte au moins une partie cylindrique creuse percée d'au moins un orifice et couvrant en partie le moyen d'accrochage de la flamme afin de renforcer la stabilité de la combustion de la flamme. De préférence, la veilleuse est réalisée en un acier inox réfractaire. L'invention concerne également un procédé d'utilisation de la veilleuse telle que décrite dans la présente invention, le procédé étant tel que l'on procède à un l'allumage de la flamme : - soit manuellement par un allumeur portable, - soit par une électrode reliée à un circuit électrique haute tension. To improve the stability of the combustion of the air / gas mixture of the night-light and thus to avoid flame-outings of said night-light in case, for example, of significant variations in the molecular composition of the fuel gas, the Applicant has added a means of complementary air intake at the nose of the night light. Preferably, this means, which is an annular orifice allowing a complementary air inlet, is located according to a preferred embodiment of the invention, on the side of an inlet end of said flame holder device, in the direction of circulation of the air and fuel mixture, more precisely on the opposite side to that of the attachment means of the flame. The additional air comes from the supply air of the burners, which may be, depending on the case, the primary air or the secondary air distributed by a register system, the said registers being generally unsealed, or by air present in the furnace combustion chamber, or by the air fans of the burners operating with forced air. The internal vacuum of the furnace, determined by the opening of the smoke register, allows suction of this complementary air at the nose of the pilot. Advantageously, baffles, arranged on the complementary air inlet path and downstream of the end of the hollow central part conveying the air / gas mixture, make it possible to ensure mixing and homogenization of the fuel mixture with the complementary air. The ratio of the surfaces of the complementary air inlet annular orifice on the end of the hollow central portion is between 2 and 4, preferably between 2.5 and 3.5. Preferably, according to the invention, the flame-holder device comprises at least one hollow cylindrical portion pierced with at least one orifice and partially covering the means for attaching the flame in order to enhance the stability of the combustion of the flame. . Preferably, the pilot is made of a refractory stainless steel. The invention also relates to a method of using the pilot as described in the present invention, the method being such that one proceeds to an ignition of the flame: - either manually by a portable igniter, - or by an electrode connected to a high voltage electrical circuit.

Le procédé d'utilisation de la veilleuse selon l'invention peut être tel que l'on procède à l'arrivée du combustible et d'air. La présente invention est expliquée plus en détail à l'aide des figures 1 à 5, représentant différents modes de représentation et The method of use of the pilot according to the invention may be such that one proceeds to the arrival of the fuel and air. The present invention is explained in more detail with reference to FIGS. 1 to 5, representing different modes of representation and

différentes pièces d'une forme de réalisation d'une veilleuse d'un four de raffinerie selon la présente invention. different parts of an embodiment of a pilot of a refinery furnace according to the present invention.

Diverses formes de mise en oeuvre de l'invention vont être décrites ci-après à titre d'exemples. Dans cette description, on se référera aux dessins annexés dans lesquels : La figure 1 est une vue générale schématique d'une veilleuse selon l'invention. Various embodiments of the invention will be described hereinafter by way of examples. In this description, reference is made to the accompanying drawings, in which: FIG. 1 is a general schematic view of a pilot light according to the invention.

La figure 2 est une vue de détail de la figure 1, en particulier de l'extrémité supérieure de la veilleuse selon l'invention. La figure 3 est une vue en coupe de la figure 2. La figure 4 est une vue de détail en coupe de la figure 1, en particulier de l'extrémité inférieure de la veilleuse selon l'invention. Figure 2 is a detail view of Figure 1, in particular of the upper end of the pilot according to the invention. Figure 3 is a sectional view of Figure 2. Figure 4 is a detail sectional view of Figure 1, in particular the lower end of the pilot according to the invention.

La figure 5 est une vue partielle en coupe d'un détail de la figure 3 suivant la ligne W. La figure 1 est une vue générale schématique d'une veilleuse selon l'invention. La veilleuse 1 est sensiblement longitudinale d'axe X 'X, et généralement positionnée parallèlement à l'axe du brûleur. Elle est entièrement constituée en acier inox réfractaire de qualités 310 s pour le nez et 304 L pour le reste de la veilleuse. Elle comporte, en partie inférieure et basse, une alimentation centrale 4, équipée d'un moyen de raccordement 17 à un tube d'alimentation pour le combustible, et une alimentation en air 16 qui est formée d'ouvertures pratiquées dans une bague mobile 26, dont les différentes positions permettent un réglage de débit. L'alimentation centrale 4 est décrite en détail et en coupe sur la figure 4. La veilleuse comporte, en partie supérieure et haute, un dispositif porte-flamme 2, destiné à porter la flamme générée par le brûlage d'air et d'au moins un combustible. Une partie centrale creuse 3 relie la partie d'alimentation centrale 4 et le dispositif porte-flamme 2. La partie centrale creuse 3 est sensiblement cylindrique d'axe X 'X, mais peut adopter un profil coudé ou courbé suivant les nécessités d'installation dans le four ou la chaudière. Un dispositif de support ou plaque annulaire plate 5, qui peut être amovible ou soudé sur la partie centrale creuse 3, est prévu pour fixer la veilleuse dans un brûleur (non représenté). Figure 5 is a partial sectional view of a detail of Figure 3 along the line W. Figure 1 is a general schematic view of a pilot according to the invention. The pilot 1 is substantially longitudinal axis X 'X, and generally positioned parallel to the axis of the burner. It is entirely made of refractory stainless steel of qualities 310 s for the nose and 304 L for the rest of the night light. It comprises, in the lower and lower part, a central feed 4, equipped with a connecting means 17 to a feed tube for the fuel, and an air supply 16 which is formed by openings made in a movable ring 26 , whose different positions allow a flow adjustment. The central feed 4 is described in detail and in section in FIG. 4. The pilot comprises, at the top and at the top, a flame-holder device 2 intended to carry the flame generated by the burning of air and air. less a fuel. A hollow central portion 3 connects the central supply portion 4 and the flame holder device 2. The hollow central portion 3 is substantially cylindrical with axis X 'X, but may adopt a curved or curved profile depending on the installation requirements in the oven or boiler. A support device or flat annular plate 5, which may be removable or welded to the hollow central portion 3, is provided for fixing the pilot in a burner (not shown).

La figure 2 est une vue de détail de la figure 1, en particulier de l'extrémité supérieure comportant le dispositif porte-flamme 2 de la veilleuse selon l'invention, la figure 3 étant une vue en coupe de la figure 2 et la figure 5 étant une vue partielle en coupe d'un détail de la figure 3. Le dispositif porte-flamme 2 comporte un cylindre 8 d'axe X'X percé d'orifices 9, entourant un socle 14 sur lequel sont soudés, de préférence, deux plaques 10 et 11 formant moyen d'accrochage de la flamme, chacune de ces deux plaques 10 et 11 étant également soudée sur la partie interne du cylindre 8. Le socle 14 est une couronne soudée sur la face interne du cylindre 8, perpendiculairement à l'axe X'X. Les deux plaques 10 et 11 sont disposées perpendiculairement l'une à l'autre et se croisent selon une ligne sur l'axe X'X de la figure 2. Une représentation de la disposition de ces deux plaques 10 et 11 est indiquée à la figue 5 qui est une vue en coupe suivant la ligne W de la figure 3. De l'air A arrive (voir flèches sur la figure 2) par un orifice annulaire 29 formant moyen d'entrée d'air complémentaire et situé du côté de l'extrémité d'entrée du dispositif porte-flamme 2, dans le sens de circulation du mélange air et combustible, plus précisément du côté opposé à celui du moyen d'accrochage de la flamme. La veilleuse étant disposée dans une enceinte (le four) mise en dépression par tirage naturel et l'air complémentaire provenant de l'extérieur (brûleur et son registre), l'air sera aspiré à travers l'orifice annulaire 29 puis sera ajouté, puis mélangé, au pré-mélange air/gaz arrivant par l'extrémité 12 de la partie centrale creuse. Cette extrémité 12 débouche en amont de l'orifice annulaire 29 à l'intérieur du cylindre 8, dans le sens de circulation du mélange air et combustible. Le socle 14 en forme de couronne est disposé entre l'arrivée du pré-mélange air/gaz (extrémité 12) et les deux plaques 10 et 11 formant moyen d'accrochage de la flamme, et se comporte comme une chicane favorisant ainsi le mélange air complémentaire et air/gaz. Plus précisément, le socle 14 en forme de couronne est disposé entre l'extrémité 12 de la partie creuse et les orifices 9 d'entrée d'air. L'homme du métier saura adapter les dimensions de la couronne afin d'obtenir un meilleur brassage des différents fluides en fonction des valeurs de pressions et débits du brûleur, ainsi que celle de la dépression du four. FIG. 2 is a detail view of FIG. 1, in particular of the upper end comprising the flame holder device 2 of the pilot light according to the invention, FIG. 3 being a sectional view of FIG. 2 and FIG. 5 is a partial sectional view of a detail of FIG. 3. The flame-holder device 2 comprises a cylinder 8 of axis X'X pierced with orifices 9, surrounding a base 14 on which are welded, preferably, two plates 10 and 11 forming a means for attaching the flame, each of these two plates 10 and 11 being also welded to the inner part of the cylinder 8. The base 14 is a ring welded to the inner face of the cylinder 8, perpendicular to the X'X axis. The two plates 10 and 11 are arranged perpendicularly to one another and intersect in a line along the axis X'X of FIG. 2. A representation of the arrangement of these two plates 10 and 11 is indicated in FIG. Fig 5 which is a sectional view along the line W of Figure 3. Air A arrives (see arrows in Figure 2) by an annular orifice 29 forming additional air inlet means and located on the side of the inlet end of the flame holder device 2, in the direction of flow of the air and fuel mixture, more precisely on the opposite side to that of the flame attachment means. The pilot being placed in a chamber (the oven) placed under vacuum by natural draft and the complementary air coming from the outside (burner and its damper), the air will be sucked through the annular orifice 29 and then will be added, and then mixed with the air / gas pre-mixture arriving via the end 12 of the hollow central part. This end 12 opens upstream of the annular orifice 29 inside the cylinder 8, in the direction of circulation of the air and fuel mixture. The base 14 in the form of a ring is arranged between the arrival of the air / gas premix (end 12) and the two plates 10 and 11 forming the attachment means of the flame, and behaves like a baffle thus promoting mixing complementary air and air / gas. Specifically, the base 14 in the form of a ring is disposed between the end 12 of the hollow portion and the air inlet openings 9. Those skilled in the art will be able to adapt the dimensions of the crown in order to obtain a better mixing of the different fluids as a function of the burner pressure and flow rates, as well as that of the vacuum of the furnace.

Le cylindre 8 est maintenu sur la partie centrale creuse 3 par au moins trois supports 15 formant ailettes soudées sur celle-ci et situées à 120 l'une de l'autre par rapport à la base du cylindre 8. La figure 4 est une vue de détail en coupe de la figure 1, en particulier de la partie inférieure ou alimentation centrale 4 de la veilleuse selon l'invention. L'alimentation centrale 4 comporte un moyen de réglage de débit de l'air associé aux entrées d'air 16. Le combustible arrive par un conduit cylindrique creux 17 formant moyen de raccordement à une alimentation dudit gaz, et débouche par une conduite cylindrique creuse 18, taillée dans une partie 19 conique, pointe en haut, et métallique, de l'alimentation centrale 4, dans un gicleur 20. Ce gicleur 20 est situé sensiblement à la hauteur des entrées d'air 16. L'alimentation centrale 4 comprend également une chambre de pré-mélange 21, annulaire, d'axe X'X, dont le profil interne converge en direction de la partie centrale creuse 3. L'air, aspiré au travers des entrées d'air 16_par la dépression créée dans la chambre 21, est mélangé au combustible sortant du gicleur 20, et arrive par une partie convergente, dans la chambre de pré-mélange 21. The cylinder 8 is held on the hollow central part 3 by at least three fin supports 15 welded to it and situated at 120 from each other with respect to the base of the cylinder 8. FIG. sectional detail of Figure 1, in particular the lower part or central feed 4 of the pilot according to the invention. The central feed 4 comprises a means for adjusting the air flow rate associated with the air inlets 16. The fuel arrives via a hollow cylindrical duct 17 forming means of connection to a supply of said gas, and opens out through a hollow cylindrical duct 18, cut in a conical portion, tip up, and metallic, of the central feed 4, in a nozzle 20. This nozzle 20 is located substantially at the height of the air inlets 16. The central feed 4 comprises also a pre-mixing chamber 21, annular axis X'X, whose inner profile converges towards the hollow central portion 3. The air, drawn through the air inlets 16_by the depression created in the chamber 21, is mixed with the fuel leaving the nozzle 20, and arrives by a convergent portion in the premix chamber 21.

Le mélange air et combustible ainsi créé poursuit son cheminement par une conduite 22 puis une conduite 23, ces deux conduites étant taillées dans la partie haute 25 de l'alimentation centrale 4. La bague mobile 26 formée d'une partie cylindrique pivotante autour de la pièce 25, selon l'axe X'X, permet le réglage du débit d'arrivée d'air par les orifices 16. The air and fuel mixture thus created continues its path through a pipe 22 and a pipe 23, these two pipes being cut in the upper part 25 of the central feed 4. The mobile ring 26 formed of a cylindrical part pivoting around the piece 25, along the axis X'X, allows the adjustment of the air flow rate through the orifices 16.

La veilleuse pour brûleur, objet de la présente invention, s'adapte sur tout type de brûleurs pour fours ou chaudières. D'un faible encombrement, la stabilité de la flamme est assurée par une performance optimale du mélange air/gaz au niveau de la chambre de pré-mélange et du nez de combustion, permettant ainsi d'obtenir des régimes de fonctionnements sans pulsation, ni rétro combustion. De plus, elle présente une très grande résistance au décrochage de la flamme, elle accepte tout type de combustibles présents dans une raffinerie de pétrole avec une large rangeabilité de pressions de gaz, tout en étant adaptée à différentes conditions de tirage de four. The pilot burner, object of the present invention, adapts to any type of burners for ovens or boilers. In a small footprint, the flame stability is ensured by an optimal performance of the air / gas mixture at the pre-mixing chamber and the combustion nose, thus enabling pulse-free operating regimes to be achieved. retro combustion. In addition, it has a very high resistance to the stall of the flame, it accepts any type of fuel present in an oil refinery with a wide rangeability of gas pressures, while being adapted to different conditions of furnace draw.

C'est par l'amélioration de sa fiabilité, rendue possible par sa nouvelle géométrie, que la veilleuse objet de la présente invention, quand elle est associée à un brûleur installé sur un four ou une chaudière, permet d'augmenter et d'améliorer la sécurité des personnes et des matériels dans le périmètre des installations de chauffage, notamment de tout type de produit. It is by improving its reliability, made possible by its new geometry, that the pilot object of the present invention, when it is associated with a burner installed on an oven or a boiler, makes it possible to increase and improve the safety of people and equipment in the perimeter of heating installations, including all types of products.

Claims

1. Pilot (1) for an industrial furnace burner having at one of its ends an annular chamber (21) for premixing at least one fuel and air, and at the other end a device for flame (2), the two ends being connected by a hollow central portion (3), characterized in that - the internal profile of the annular chamber (21) premix, preferably located outside the zone of combustion of the furnace, is of the convergent type towards the hollow central part (3) to allow the suction required for at least part of the air necessary for the combustion of the pilot flame, - the flame-holder device (2), located inside the combustion zone of the furnace near a burner, comprises means (29) of complementary air inlet, and in that - said flame-holder device (2) comprises means for attaching the flame (10, 11) consisting of a metallic element carried at a high temperature by the flame of the night light.

2. pilot (1) according to claim 1, such that the annular chamber (21) premix comprises a central feed (4) for fuel, consisting of a tube (17) ending in a nozzle (20), the axis is located in the axis X'X of said chamber, and an air supply means (16) consisting of slots located on the wall of said chamber, preferably with an adjustable flow rate.

3. pilot (1) according to the preceding claim, such that the nozzle (20) has a calibrated orifice whose diameter is between 1 and 4 mm and preferably between 2 and 3 mm.

4. pilot (1) according to one of the preceding claims, such that the hollow central portion (3) is substantially cylindrical in shape.

5. pilot (1) according to one of claims 1 to 4, such that the hollow central portion (3) is curved or bent.

6. pilot (1) according to one of claims 1 to 4, such that the pilot (1) is substantially longitudinal axis (X'X).

7. Pilot (1) according to one of the preceding claims, such that it comprises a means (26) for adjusting the air supply means (16) manually or automatically or remotely controlled.

8. pilot (1) according to one of the preceding claims, such that the ratio of the largest diameter to the smallest diameter of the annular chamber 21 is between 2 and 6 and preferably between 2.5 and 4.

9. Pilot (1) according to one of the preceding claims, such that the length of the annular chamber (21) premix is equal to about 4 to 8 times, preferably 5 to 7 times its smallest diameter.

10. Pilot (1) according to one of the preceding claims, such that the additional air inlet means of the flame holder device (2) is an annular orifice (29) located on the side of an inlet end of said flame holder (2) in the direction of flow of the air / fuel premix.

11. A pilot (1) according to claim 10, such that the additional air comes from the burner damper.

12. pilot (1) according to one of claims 10 or 11, such that baffles are disposed downstream of said end of the hollow central portion of the path of the complementary air inlet.

13. pilot (1) according to one of claims 10 to 12, such that the ratio of the surfaces of the annular orifice (29) of complementary air inlet on said end of the hollow central portion is between 2 and 4 and preferably between 2.5 and 3.5.

14. Pilot (1) according to one of the preceding claims, such that the means (10, 11) of attachment of the flame consists of any type of metal elements such as tubes, plates, alone or in combination.

15. pilot (1) according to claim 14, such that the means (10, 11) of attachment of the flame consists of two plates (10, 11) arranged perpendicularly intersecting in a line substantially parallel to the direction of the flame.

16. Pilot (1) according to one of the preceding claims, such that the flame-holder device (2) comprises at least one hollow cylindrical portion (8) pierced with orifices and partly covering the means for attaching the flame. .

17. Pilot (1) according to one of the preceding claims, such that the material constituting the pilot is a refractory stainless steel.

18. A method of using a pilot according to one of the preceding claims, such as the arrival of the fuel and air, and the ignition of the flame manually or by a device electric.