WO2008096061A2 - Burner pilot flame and use thereof - Google Patents

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WO2008096061A2
WO2008096061A2 PCT/FR2007/002131 FR2007002131W WO2008096061A2 WO 2008096061 A2 WO2008096061 A2 WO 2008096061A2 FR 2007002131 W FR2007002131 W FR 2007002131W WO 2008096061 A2 WO2008096061 A2 WO 2008096061A2
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WO
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pilot
flame
air
burner
chamber
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PCT/FR2007/002131
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French (fr)
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WO2008096061A3 (en
WO2008096061A8 (en
Inventor
Gérard Mougey
Marc Deux
Frédérick BEAU
Original Assignee
Total Raffinage Marketing
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Filing date
Publication date
Application filed by Total Raffinage Marketing filed Critical Total Raffinage Marketing
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Publication of WO2008096061A8 publication Critical patent/WO2008096061A8/en
Publication of WO2008096061A3 publication Critical patent/WO2008096061A3/en

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23DBURNERS
    • F23D14/00Burners for combustion of a gas, e.g. of a gas stored under pressure as a liquid
    • F23D14/02Premix gas burners, i.e. in which gaseous fuel is mixed with combustion air upstream of the combustion zone
    • F23D14/04Premix gas burners, i.e. in which gaseous fuel is mixed with combustion air upstream of the combustion zone induction type, e.g. Bunsen burner
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23QIGNITION; EXTINGUISHING-DEVICES
    • F23Q9/00Pilot flame igniters

Definitions

  • the present invention relates to a pilot and its method of use, when it is associated with a burner installed on any type of furnace or boiler, particularly in the field of petroleum refining or petrochemistry.
  • furnaces In an oil refinery, several types of furnaces are used to bring the required temperatures to hydrocarbon feedstocks, upstream of the refinery process steps.
  • 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.
  • 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.
  • furnaces or boilers installed in different manufacturing processes operate constantly at their best performance for optimal exploitation.
  • 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.
  • pilot light In order for the addition of a pilot light to a burner to provide a safety element with regard to possible unwanted extinguishings of said burner, it is essential that the flame of the pilot light be permanent, whatever the events, for example thermodynamic, external.
  • 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 subjected 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 supply of air or more precisely by a speed of displacement of this air too important.
  • This supply of air usually occurs, for an oven 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 pilot flame to blow may be from the burner fans operating with pulsed 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.
  • Applicant's main object was thus a modification of 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 part, 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 the air necessary for the combustion of the pilot flame
  • 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 for attaching the flame constituted by a metallic element carried at high temperature by the pilot flame, and in that the complementary air inlet means is located near the flame; means of attachment of the flame and the upper end of the hollow central portion, upstream thereof, and away from the premix chamber, downstream of the latter.
  • the annular chamber premix has a central supply for fuel, comprising a tube terminating in a nozzle whose axis is situated in the axis X 7 X of said chamber and a supply 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.
  • 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 pre-mixing 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 jet to the nozzle. inlet of the hollow tube towards the nose of the pilot.
  • 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 up the air necessary for the combustion the pilot by means of an air supply means opening into the premix chamber.
  • this air supply means comprises means for controlling the flow rate, therefore the air suction, which can be manual or automatic, or remotely controlled in a process of automatic regulation of the combustion conditions of the night lights.
  • the supply means may be a movable ring pierced with several lumens, for example three lumens facing the same lumens 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 Nm 3 / H and preferably between 3 and 8 Nm 3 / H.
  • the pressure of the fuel gas is regulated between 0.1 and 2 bar and preferably between 0.3 and 0.8 bar.
  • the hollow central portion is substantially cylindrical in shape.
  • 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.
  • 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 hung flames can be constituted by any type of metal elements, such as tubes, plates, installed alone or in combination with each other.
  • 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 night-light noses. art, hot surface that remains facilitator of the maintenance of the flame at the exit of the nose of the night light.
  • the Applicant has added a means of complementary air intake at the nose of the night light.
  • 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_dudit flame holder device, in the direction of circulation of the air and fuel mixture, more precisely on the opposite side to that of the flame attachment means.
  • 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 pulsed 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.
  • 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.
  • 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. .
  • the or holes drilled in this cylindrical portion can limit the extent of the flame by a new supply of air at the base of the flame.
  • 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:
  • FIGS. 1 to 5 representing different embodiments and different parts of an embodiment of a pilot of a refinery furnace according to the present invention.
  • Figure 1 is a schematic overview of a nightlight according to the 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 view in section of Figure 1, in particular the lower end of the pilot according to the invention.
  • 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 burner 1 is substantially longitudinal axis X 5 X, and positioned generally 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 night light 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 at least one fuel.
  • a hollow central portion 3 connects the central supply portion 4 and the flame holder device 2.
  • the length of the hollow central portion 3 furthermore makes it possible to attenuate any backfires due to unstable air intake. This length is due to the distance of the central feed portion 4, intended to be placed outside the combustion zone of the furnace, and the flame holder device 2, located inside the zone of burning the oven, near a burner.
  • the hollow central portion 3 is substantially cylindrical about the axis X 7 X, but can adopt a bent or curved profile according to the installation requirements in the furnace 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).
  • 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 7 with an X axis X 7 pierced with orifices 9, surrounding a base 14 on which are welded, preferably, two plates 10 and 1 1 forming means for attaching the flame, each of these two plates 10 and 1 1 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, perpendicularly to the axis X 7 X.
  • the two plates 10 and 1 1 are arranged perpendicularly to one another and intersect in a line on the axis X 7 X of Figure 2.
  • a representation of the arrangement of these two plates 10 and 11 is shown in fig 5 which is a sectional view along the lines e W of FIG. 3.
  • Air A arrives (see arrows in FIG. 2) through an annular orifice 29 forming a complementary air inlet means and situated on the side of the inlet end of the device carrying flame 2, 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 nightlight being placed in a chamber (the oven) placed under vacuum by natural draft and the complementary air coming from the outside (burner and its register), the air will be sucked through the orifice annular 29 then will be added and mixed, the premix air / gas arriving through the end 12 of the hollow central portion.
  • This end 12 opens downstream of the annular orifice 29 inside the cylinder 8, in the direction of circulation of the air and fuel mixture.
  • annular orifice 29 forming the complementary air inlet means is located near the flame attachment means and the upper end 12 of the hollow central portion and at a distance of the premix chamber 21 of the central feed portion 4.
  • the additional air inlet means 29 is further located downstream of the premix chamber 21 and upstream of the flame attachment means and the upper end of the hollow central portion, in the fluid flow direction.
  • this complementary air is exclusively dedicated to the flame stability of the flame holder device.
  • 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.
  • 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.
  • the cylinder 8 is held on the hollow central portion 3 by at least three fin supports 15 welded to it and located at 120 ° to each other with respect to the base of the cylinder 8.
  • FIG 4 is a detail view in section 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 a means of connection to a supply of said gas, and discharges through a hollow cylindrical pipe 18, cut in a conical portion 19, 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 unit 4 also comprises a pre-mixing chamber 21, annular, of axis X 1 X, whose internal profile converges towards the hollow central portion 3.
  • the air, sucked 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.
  • 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 1 X, allows the adjustment of the air flow rate through the orifices 16.
  • the pilot burner object of the present invention, adapts to any type of burners for ovens or boilers.
  • 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.
  • 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.

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Abstract

The invention relates to a pilot flame for the burner of an industrial furnace, comprising an annular chamber for premixing at least one fuel and air at one end, and a flame carrier device (2) at the other end, the two ends being connected by a central hollow portion (3), characterised in that the inner profile of the pre-mixing annular chamber, which is preferably located outside the combustion area of the furnace, is of the convergent type in the direction of the central hollow portion (3) for enabling the required suction of a portion at least of the air necessary for the combustion of the pilot flame, wherein the flame carrier device (2) located inside the furnace combustion chamber in the vicinity of a burner includes an additional air inlet means, in that the flame carrier device (2) includes a flame retaining means that comprises a metallic member heated at a high temperature by the pilot flame, and in that the additional air inlet means is located in the vicinity of the flame retaining means and the upper end of the central hollow portion upstream from them and at a distance of the pre-mixing chamber downstream from it. The invention also relates to the use of such pilot flame.

Description

VEILLEUSE DE BRULEUR ET SON UTILISATION PILOT LIGHT AND USE THEREOF
La présente invention concerne une 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.The present invention relates to a pilot and its method of use, when it is associated with a burner installed on any type of furnace or boiler, particularly in the field of petroleum refining or petrochemistry.
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.In an oil refinery, several types of furnaces are used to bring the required temperatures to hydrocarbon feedstocks, upstream of the refinery process steps.
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.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.
Habituellement les brûleurs sont alimentés totalement au gaz ou au fioul, ou encore par un mélange gaz et fioul.Usually the burners are totally fueled with gas or oil, or by a gas and fuel mixture.
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.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.
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.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.
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.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.
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 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. 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.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 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. 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 a pilot burner. , in order 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.
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.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.
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 événements, par exemple thermodynamiques, extérieurs.In order for the addition of a pilot light to a burner to provide a safety element with regard to possible unwanted extinguishings of said burner, it is essential that the flame of the pilot light be permanent, whatever the events, for example thermodynamic, external.
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.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.
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.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.
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 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 puisé.The pilot flame is subjected 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 supply of air or more precisely by a speed of displacement of this air too important. This supply of air usually occurs, for an oven 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 pilot flame to blow may be from the burner fans operating with pulsed air.
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.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.
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.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 laThe 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 research of the
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.Applicant's main object was thus a modification of the air / gas pre-mixing chamber of the pilot, as well as a new profile for the nose of said pilot.
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 queThe 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 part, characterized in that
- 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, - 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,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 the air necessary for the combustion of the pilot flame, the flame-holder device, located inside the combustion zone of the furnace near a burner, comprises a complementary air inlet means, and in that,
- 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, et en ce que le moyen d'entrée d'air complémentaire est situé à proximité du moyen d'accrochage de la flamme et de l'extrémité supérieure de la partie centrale creuse, en amont de ceux-ci, et à distance de la chambre de pré-mélange, en aval de cette dernière.said flame-holder device comprises a means for attaching the flame constituted by a metallic element carried at high temperature by the pilot flame, and in that the complementary air inlet means is located near the flame; means of attachment of the flame and the upper end of the hollow central portion, upstream thereof, and away from the premix chamber, downstream of the latter.
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 X7X 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.Advantageously, the annular chamber premix has a central supply for fuel, comprising a tube terminating in a nozzle whose axis is situated in the axis X 7 X of said chamber and a supply means air consisting of lights located on the wall of said chamber, preferably adjustable flow.
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.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.
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 pré-mélange 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 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.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 pre-mixing 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 jet to the nozzle. inlet of the hollow tube towards the nose of the pilot. 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 up the air necessary for the combustion the pilot by means of an air supply means opening into the premix chamber. Preferably, this air supply means comprises means for controlling the flow rate, therefore the air suction, which can be manual or automatic, or remotely controlled in a process of automatic regulation of the combustion conditions of the night lights. for example an oven or a boiler. The supply means may be a movable ring pierced with several lumens, for example three lumens facing the same lumens disposed on the wall of the premix chamber.
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.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 Nm 3 / H and preferably between 3 and 8 Nm 3 / H. The pressure of the fuel gas is regulated between 0.1 and 2 bar and preferably between 0.3 and 0.8 bar.
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.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'accrochés 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 hung flames can 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 night-light noses. art, hot surface that remains facilitator of the maintenance of the flame at 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 puisé. 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.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_dudit flame holder device, in the direction of circulation of the air and fuel mixture, more precisely on the opposite side to that of the flame attachment means. 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 pulsed 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.
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.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.
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. Le ou les orifices percés dans cette partie cylindrique permettent de limiter l'étendue de la flamme par un nouvel apport d'air à la base 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 :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. . The or holes drilled in this cylindrical portion can limit the extent of the flame by a new supply of air at the base 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:
- soit manuellement par un allumeur portable, - soit par une électrode reliée à un circuit électrique haute tension.- either manually by a portable igniter, - or by an electrode connected to a high voltage electrical circuit.
La présente invention est expliquée plus en détail à l'aide des figures 1 à 5, représentant différents modes de représentation et différentes pièces d'une forme de réalisation d'une veilleuse d'un four de raffinerie selon la présente invention.The present invention is explained in more detail with the aid of FIGS. 1 to 5, representing different embodiments and different parts of an embodiment of a pilot of a refinery furnace according to the present invention.
Diverses formes de mise en œuvre de l'invention vont être décrites ci-après à titre d'exemples.Various embodiments of the invention will be described hereinafter as examples.
Dans cette description, on se référera aux dessins annexés dans lesquels :In this description, reference is made to the accompanying drawings in which:
La figure 1 est une vue générale schématique d'une veilleuse selon l'invention.Figure 1 is a schematic overview of a nightlight 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.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.
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 4 is a detail view in section 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 X5X, 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.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 burner 1 is substantially longitudinal axis X 5 X, and positioned generally 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.
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 longueur de la partie centrale creuse 3 permet en outre d'atténuer d'éventuels retours de flamme dus à des apports d'air instable. Cette longueur est due à l'éloignement de la partie d'alimentation centrale 4, destinée à être placée à l'extérieur de al zone de combustion du four, et du dispositif porte-flamme 2, situé à l'intérieur de la zone de combustion du four, près d'un brûleur.The night light 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 at least one fuel. A hollow central portion 3 connects the central supply portion 4 and the flame holder device 2. The length of the hollow central portion 3 furthermore makes it possible to attenuate any backfires due to unstable air intake. This length is due to the distance of the central feed portion 4, intended to be placed outside the combustion zone of the furnace, and the flame holder device 2, located inside the zone of burning the oven, near a burner.
La partie centrale creuse 3 est sensiblement cylindrique d'axe X7X, 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). 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 X7X percé d'orifices 9, entourant un socle 14 sur lequel sont soudés, de préférence, deux plaques 10 et 1 1 formant moyen d'accrochage de la flamme, chacune de ces deux plaques 10 et 1 1 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 X7X. Les deux plaques 10 et 1 1 sont disposées perpendiculairement l'une à l'autre et se croisent selon une ligne sur l'axe X7X 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 aval de l'orifice annulaire 29 à l'intérieur du cylindre 8, dans le sens de circulation du mélange air et combustible. Les figures 1 à 3 montrent clairement que l'orifice annulaire 29 formant le moyen d'entrée d'air complémentaire est situé à proximité du moyen d'accrochage de la flamme et de l'extrémité supérieure 12 de la partie centrale creuse et à distance de la chambre de pré-mélange 21 de la partie d'alimentation centrale 4. Le moyen 29 d'entrée d'air complémentaire est en outre situé en aval de la chambre de prémélange 21 et en amont du moyen d'accrochage de la flamme et de l'extrémité supérieure de la partie centrale creuse, dans le sens de circulation des fluides.The hollow central portion 3 is substantially cylindrical about the axis X 7 X, but can adopt a bent or curved profile according to the installation requirements in the furnace 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). 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 7 with an X axis X 7 pierced with orifices 9, surrounding a base 14 on which are welded, preferably, two plates 10 and 1 1 forming means for attaching the flame, each of these two plates 10 and 1 1 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, perpendicularly to the axis X 7 X. The two plates 10 and 1 1 are arranged perpendicularly to one another and intersect in a line on the axis X 7 X of Figure 2. A representation of the arrangement of these two plates 10 and 11 is shown in fig 5 which is a sectional view along the lines e W of FIG. 3. Air A arrives (see arrows in FIG. 2) through an annular orifice 29 forming a complementary air inlet means and situated on the side of the inlet end of the device carrying flame 2, 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 nightlight being placed in a chamber (the oven) placed under vacuum by natural draft and the complementary air coming from the outside (burner and its register), the air will be sucked through the orifice annular 29 then will be added and mixed, the premix air / gas arriving through the end 12 of the hollow central portion. This end 12 opens downstream of the annular orifice 29 inside the cylinder 8, in the direction of circulation of the air and fuel mixture. FIGS. 1 to 3 clearly show that the annular orifice 29 forming the complementary air inlet means is located near the flame attachment means and the upper end 12 of the hollow central portion and at a distance of the premix chamber 21 of the central feed portion 4. The additional air inlet means 29 is further located downstream of the premix chamber 21 and upstream of the flame attachment means and the upper end of the hollow central portion, in the fluid flow direction.
Du fait de cet agencement, cet air complémentaire est exclusivement dédié à la stabilité de la flamme du dispositif porte flamme.Due to this arrangement, this complementary air is exclusively dedicated to the flame stability of the flame holder device.
De plus, te que déjà mentionné, cette distance, correspondant à la longueur de la partie centrale creuse, permet d'atténuer les éventuels retours de flamme. 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.In addition, as already mentioned, this distance, corresponding to the length of the hollow central portion, mitigates possible backfires. 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.The cylinder 8 is held on the hollow central portion 3 by at least three fin supports 15 welded to it and located at 120 ° to each other with respect to the base of the cylinder 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 X1X, 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.Figure 4 is a detail view in section 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 a means of connection to a supply of said gas, and discharges through a hollow cylindrical pipe 18, cut in a conical portion 19, 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 feed The central unit 4 also comprises a pre-mixing chamber 21, annular, of axis X 1 X, whose internal profile converges towards the hollow central portion 3. The air, sucked 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 X1X, 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 1 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.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.
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.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

REVENDICATIONS
1. Veilleuse (1) pour brûleur de four industriel comportant à l'une de ses extrémités une chambre annulaire (21) de pré-mélange d'au moins un combustible et d'air, et à l'autre extrémité un dispositif porte- flamme (2), les deux extrémités étant reliées par une partie centrale creuse (3), caractérisée en ce que1. 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
- le profil interne de la chambre annulaire (21) 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 (3) pour permettre l'aspiration requise à au moins une partie de l'air nécessaire à la combustion de la flamme de la veilleuse,the internal profile of the pre-mixing annular chamber (21), preferably located outside the furnace combustion zone, is of the convergent type in the direction of the hollow central part (3) so as to allow the suction required for at least a portion of the air necessary for the combustion of the pilot flame,
- le dispositif porte-flamme (2), situé à l'intérieur de la zone de combustion du four près d'un brûleur, comporte un moyen (29) d'entrée d'air complémentaire, et en ce que, ledit dispositif porte-flamme (2) comporte un moyen d'accrochage de la flamme (10, 1 1) constitué d'un élément métallique porté à haute température par la flamme de la veilleuse, et en ce que le moyen (29) d'entrée d'air complémentaire est situé à proximité du moyen d'accrochage de la flamme et de l'extrémité supérieure (12) de la partie centrale creuse, en amont de ceux-ci, et à distance de la chambre de pré-mélange (21), en aval de cette dernière. the flame-holder device (2), located inside the combustion zone of the furnace near a burner, comprises a means (29) of complementary air inlet, and in that, said device carries flame (2) comprises a flame catching means (10, 1 1) consisting of a metallic element carried at high temperature by the pilot flame, and in that the means (29) for entering the flame complementary air is located near the flame attachment means and the upper end (12) of the hollow central portion, upstream thereof, and away from the premix chamber (21) downstream of the latter.
2. Veilleuse (1) selon la revendication 1 , telle que la chambre annulaire (21) de pré-mélange comporte une alimentation centrale (4) pour combustible, constituée d'un tube (17) se terminant par un gicleur (20) dont l'axe est situé dans l'axe X'X de ladite chambre, et un moyen d'alimentation en air (16) constitué de lumières situées sur la paroi de ladite chambre, de préférence à débit réglable. 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. Veilleuse (1) selon la revendication précédente, telle que le gicleur (20) présente un orifice calibré dont le diamètre est compris entre 1 et 4 mm et de préférence entre 2 et 3 mm.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. Veilleuse (1) selon l'une des revendications précédentes, telle que la partie centrale creuse (3) est de forme sensiblement cylindrique.4. pilot (1) according to one of the preceding claims, such that the hollow central portion (3) is substantially cylindrical in shape.
5. Veilleuse (1) selon l'une des revendications 1 à 4, telle que la partie centrale creuse (3) est courbée ou coudée. 5. pilot (1) according to one of claims 1 to 4, such that the hollow central portion (3) is curved or bent.
6. Veilleuse (1) selon l'une des revendications 1 à 4, telle que la veilleuse (1) est sensiblement longitudinale d'axe [X7X).6. pilot (1) according to one of claims 1 to 4, such that the pilot (1) is substantially longitudinal axis [X 7 X).
7. Veilleuse (1) selon l'une des revendications précédentes, telle qu'elle comprend un moyen de réglage (26) du moyen d'alimentation en air (16) manuel ou automatique ou commandé à distance.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. Veilleuse (1) selon l'une des revendications précédentes, telle que le rapport du plus grand diamètre sur le plus petit diamètre de la chambre annulaire 21 est compris entre 2 et 6 et de préférence entre 2,5 et 4.8. 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. Veilleuse (1) selon l'une des revendications précédentes, telle que la longueur de la chambre annulaire (21) de pré-mélange est égal à environ 4 à 8 fois, de préférence, 5 à 7 fois son plus petit diamètre.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. Veilleuse (1) selon l'une des revendications précédentes, telle que le moyen d'entrée d'air complémentaire du dispositif porte- flamme (2) est un orifice annulaire (29) situé du côté d'une extrémité d'entrée dudit dispositif porte-flamme (2), dans le sens de circulation du pré-mélange air/ combustible.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.
1 1. Veilleuse (1) selon 1 revendication 10, telle que l'air complémentaire provient du registre du brûleur.1 1. pilot (1) according to claim 1, such that the additional air comes from the burner damper.
12. Veilleuse (1) selon l'une des revendications 10 ou 1 1 , telle que des chicanes sont disposées en aval de ladite extrémité de la partie centrale creuse sur le parcours de l'entrée d'air complémentaire.12. pilot (1) according to one of claims 10 or 1 1, such that baffles are disposed downstream of said end of the hollow central portion of the path of the complementary air inlet.
13. Veilleuse (1) selon l'une des revendications 10 à 12, telles que le rapport des surfaces de l'orifice annulaire (29) d'entrée d'air complémentaire sur ladite extrémité de la partie centrale creuse est compris entre 2 et 4 et de préférence entre 2,5 et 3,5.13. 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. Veilleuse (1) selon l'une des revendications précédentes, telle que le moyen (10, 11) d'accrochage de la flamme est constitué de tout type d'éléments métalliques tels des tubes, des plaques, seuls ou en combinaisons.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. Veilleuse (1) selon la revendication 14, telle que le moyen (10, 1 1) d'accrochage de la flamme est constitué de deux plaques (10, 11) disposées perpendiculairement se croisant selon une ligne sensiblement parallèle à la direction de la flamme.15. pilot (1) according to claim 14, such that the means (10, 1 1) of attachment of the flame consists of two plates (10, 11) arranged perpendicularly intersecting along a line substantially parallel to the direction of the flame.
16. Veilleuse (1) selon l'une des revendications précédentes, telle que le dispositif porte-flamme (2) comporte au moins une partie cylindrique (8) creuse percée d'au moins un orifice (9) et couvrant en partie le moyen d'accrochage de la flamme.16. Pilot lamp (1) according to one of the preceding claims, such that the flame-holder device (2) comprises at least a part cylindrical (8) hollow pierced with at least one orifice (9) and partially covering the means for fastening the flame.
17. Veilleuse (1) selon l'une des revendications précédentes, telle que le matériau constituant la veilleuse est un acier inox réfractaire.17. Pilot (1) according to one of the preceding claims, such that the material constituting the pilot is a refractory stainless steel.
18. Procédé d'utilisation d'une veilleuse selon l'une des revendications précédentes, tel que l'on procède à l'arrivée du combustible et d'air et à l'allumage de la flamme manuellement ou par un dispositif électrique. 18. A method of using a pilot according to one of the preceding claims, such that one proceeds to the arrival of fuel and air and ignition of the flame manually or by an electrical device.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2818112A (en) * 1956-05-21 1957-12-31 Killam Gas Burner Co Gas burners
LU42160A1 (en) * 1962-01-30 1962-10-02 Pompey Acieries Pilot burner
US4781578A (en) * 1984-01-24 1988-11-01 John Zink Company Pilot burner apparatus
US4826427A (en) * 1983-11-10 1989-05-02 Hyde King W Pilot burner with drain

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2818112A (en) * 1956-05-21 1957-12-31 Killam Gas Burner Co Gas burners
LU42160A1 (en) * 1962-01-30 1962-10-02 Pompey Acieries Pilot burner
US4826427A (en) * 1983-11-10 1989-05-02 Hyde King W Pilot burner with drain
US4781578A (en) * 1984-01-24 1988-11-01 John Zink Company Pilot burner apparatus

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