Brevet FR2011610A1 — publié le 19700306

La présente invention est relative à un -bleur à gaz, destiné plus particulièrement à des fours tubulaires tournants, et comportant une amenée de gaz combustible disposée dans le courant d'air comburant s'écoulant de la tette du four. Avec des fours comprenant des chambres intérieures de grande étendue, et notamment avec des fours tubulaires tournants, il est nécessaire, pour obtenir des résultats optima, que les températures les plus favorables soient fournies aux diverses régions de l'étendue de la chambre du four, selon les exigences qui conviennent à chacune. Il est désirable, dans ce but,--que la forme de la flamme sortant du brdleur servant au chauffage soit adaptée aux conditions de marche correspondantes. oute- fois, il est généralement nécessaire que le rendement thermi que total du four demeure constant. Sn outre, on doit être assuré d'obtenir, dans toutes les conditions de service, une bonne efficacité calorifique.Alors qu'avec des brdleurs fonctionnant à l'aide de combustibles liquides, la forme de la flamme peut titre influencée par la forme, respectivement par le réglage, des buses du combustible, cette possibilité n'est pas offerte avec des brdleurs à gaz. L'invention vise, en conséquence, à réaliser des brdleurs à gaz, particulièrement destinés à des fours tubulaires tournantes, permettant d'obtenir une répartition, au choix, des diverses zones de températures sur l'étendue de la chambre du four, tout en maintenant, notamment, constant, le rendement thermique total. Â cet effet, suivant une caractéristique essentielle de l'invention, l'amenée de gaz combustible est équipée d'une chambre de combustion comportantunbraieur auxiliaire et une buse qui dirige les gaz combustibles sous la forme d'un jet de gaz.Pour le brdleur alisposé -dans'la chambre dé combustion conforme à l'invention on peut faire dériver, de la quantité totale de gaz combustible prévue pour le chauffage de la chambre du four, une certaine fraction de son choix, à laquelle on adjoint une quantité d'air adaptée à la combustion. La quantité du gaz brdlé dans la chambre de combustion détermine l'intensité, aussi bien que l'impulsion, du jet de gaz qui quitte la chambre de combustion par la buse et qui centrale, pour sa part, le déroulement de la combustion dans la chambre du four.De très faibles variations de la fraction, déjà faible, du gaz combustible brAlé dansWla chambre de combustion, exercent déjà une influence notable sur la forme de lafflamme maintenue dans la chambre du four. Une possibilité de réglage du rendement du brûleur auxiliaire dans une gamme d'?nviron 10% à 20% du rendement thermique total du four permet d'obtenir déjà, par, exem- ple, des modifications de la longueur de la flamme entre une valeur minimale et environ son quintuple, de sorte que, meme lorsque les exigences posées sont très variables, il est four jours possible d'obtenir une répartition calorifique optimale dans la chambre du four. L'invention peut être réalisée de différentes manières. Suivant, un mode d'exécution préféré, la chambre de combustion est disposée dans la région centrale de l'amenée de gaz combustible. Ceci permet d'obtenir une possibilité d'influencer d'une manière considérable la flamme maintenue dans la chambre du four, même avec des rendements relativement faibles de la chambre de combustion. Suivant un mode préféré d'exécution, l'amenée d'air équipant le brûleur auxiliaire est subdivisée en deux zones annulaires séparées par un canal annulaire d'amenée de gaz, la zone intérieure menant à une grille de torsion et la zone extérieure à des buses disposées sensiblement dans le sens radial.Grâce à cette subdivision de l'air, comburant s'écoulant dans la chambre de combustion, on obtient un brdlage de combustion, ce brûlage complet provoquant un jet très chaud de gaz de fumée, dont la vitesse, respectivement l'impulsion, -détermine le mélange du gaz s'écoulant dans la chambre du four et devant autre brûlé, avec l'air arrivant par la tête du four, tandis que des variations, des quantités de gaz:br1l,ésdans la chambre decombustion influencent considérablement l'action du jet de gaz brûlé quittant la chambre de combustion.Le .contrôle de ,a répartition de chaleur dans la chambre du, four.peut Xavoir.lieu, en l'occurrence, sans modification du rendement thermique total, du fait que la quantité de gaz combustile nécessaire gour la chambre de combustion est dérivée. de la quantité totale du gaz devant être brûlé. Pour obt.enir, dans la chambre de combustion, un brûlage pratiquement co,mplet, il-est-recommandé, suivant une autre caractéristique de l'invention, de délimiter le canal d'a menée de gaz du brdleur auxiliaire à l'aide d'une paroi annulaire, de forme tronconique, munie de buses à gaz.De cette manière, le mélange intime de la fraction de gaz prévue pour la chambre de combustion avec l'air comburant qui lui est adjoint, se trouve encore facilité. Il y a du reste'avantage, en vue d'obtenir une disposition particulièrement simple et un fonctionnement sûr, à disposer une veilleuse d'allumage au centre de la zone annulaire intérieure de l'amenée d'air du brûleur auxiliaire. On peut envisager, pour cette veilleuse, des dispositifs de surveillance usuels qui, par l'intermédiaire du jet de gaz sortant de la buse de la chambre de combustion, contrôlent également la combustion se déroulant dans la chambre du four. L'amenée des gaz combustibles devant être brûlés dans la chambre de combustion avec l'air comburant s'écoulant à travers la tête du four, est avantageusement divisée, afin de favoriser le mélange intime du gaz devant être brûlé dans la chambre du four avec l'air comburant et de faire agir d'une manitre uniforme le jet de gaz quittant la chambre de combustion sur ia formation de la flamme. À cet effet, suivant une autre caractéristique de l'invention, l'amenée de gaz combustible, entourant la chambre de combustion, est réalise avantageusement sous la forme d'un groupe, disposé en cercle, de canaux menant à des buses à gaz.On peut prévoir, en variante, une amenée de gaz combustible de profil annulaire et entourant la chambre de -combustion, amenée subdivisée; à son extrémité de sortie, par des ecranss en forme de barrettes, disposées à intervalle, et qui agissent de manière appropriée sur le gaz combustible sortant. Bi, en général, il y a avantage 'à donner à la buse cònstituant-la sortie de la chambre de combustion une section transversate circulaire, il est également possible et même, dans certains cas, avantageux, d'utiliser, pour la sortie de la chambre de-combustion, une buse dont le profil présente sensiblement la' forme d'une étoile, entre les branches de laquelle dé bouchent des canaux d'amenée de gaz combustible. Geci permet d'obtenir un mélange particulièrement intensif du gaz devant titre brdlé dans la chambre du four avec, d'une part, le jet, de gaz combustible sortant de la buse, et, d'autre part, avec l'air comburant disponible, mélange qui donne lieu à la formation d'une flamme toujours stable, dépendant du jet de gaz de combustion. Des modes préférés de réalisation de l'invention sont représentés, schématiquement et simplement à titre d'exemple, sur le dessin annexé dans lequel La fig. 1 est une vue en coupe longitudinale de la partie supérieure, ou "tête" d'un four à tambour rotatif. La fig. 2 est une vue en coupe longitudinale, à plus grande échelle, du dispositif de brtleur suivant la fig. 1. La fig. 3 est une vue frontale du dispositif de brA- leur suivant la fig. 2. La fig. 4 est une vue correspondant à celle de la fig. 3, montrant une variante de réalisation. La fig. 5 est une vue frontale d'une autre possibilité d'exécution. Le four à tambour rotatif représenté à la fig. 1 comprend une tête 10 munie d'un dispositif de brûleur ruz1, qui s'étend en direction d'un tambour 12, constituant la chambre du four. Â travers la tête 10 du four, est amenée, sous la forme d'air chaud, la majeure partie de l'air comburant nécessaire au chauffage du tambour 12. le dispositif de brdleur 11, représenté plus en détail à la fig. 2, comprend une enveloppe annulaire 14, qui délimite une chambre de combustion 13 et qui, partant d'une chambre 15 d'amenée d'air pour la combustion dans ladite chambre 13, mène à une buse 16 de sortie disposée à son autre extrémité. Â l'intérieur de l'enveloppe annulaire 14 sont disposées une paroi annulaire 17 et, à intervalle libre, à l'intérieur de cette dernière, une autre paroi annulaire 18. Lesdites parois annulaires 17 et 18 délimitent entre ellesun-canal 19, à profil annulaire, d'amenée dans la chambre de combustion 13 de la fraction de gaz combustible devant être brûlée. Sur son c8té tourné vers la chambre de combustion, ledit canal 19 est délimité par une paroi tronconique 20 munie de buses à gaz 21. A intervalle libre, à l'intérieur de la paroi annulaire 18, s'étend une veilleuse d'allumage 22. Entre cette veilleuse et la paroi 18 se trouve formé un canal interne 23 d'amenée et, entre la paroi 17 et la paroi 14, un canal externe 24 d'amenée d'air. Le canal 25 est délimité, vers la chambre de combustion, par une grille de torsion 25, tandis que la région de la paroi 17 tournée vers la chambre de combustion comporte des ouvertures 26 d'entrée d'air. Partant dkne chambre 27 d'amenée de gaz combustible, qui entoure la paroi annulaire'14, s'étendent des tuyaux de conduite de gaz 29, munis à leur extrémité antérieure de buses 28, et qui sont répartis de manière uniforme sur toute la périphérie.Au lieu d'une telle disposition, on pourrait prévoir un canal å profil annulaire qui, partant de la chambre 27 d'amenée de. gaz, serait subdivisé à son extrémité de sortie, comme représenté à la fig. 4, par des écrans 30, disposés à intervalle libre. Pour le fonctionnement du-dispositif .de brûleur, on dérive une fraction de 10% à 20% de la quantité de gaz devant être brûlée dans la chambre du four. La majeure partie du gaz combustible est envoyée à travers la chambre 27, tandis que la fraction dérivée s'écoule, par la chambre 31, vers le canal 19 et arrive dans la chambre de combustion 13 à travers les buses disposées dans la paroi 20.Dans cette chambre, ledit gaz est, pratiquément, complètement brûlé, conjointement avec l'air comburant arrivant par le canal annulaire interne 23, via la grille de torsion 23, et par le canal annulaire externe 24, via les buses 26, et sortant de la chambre 15 d'amenée d'air. Les gaz comburants, très chauds, s'écoulent à une grande vitesse, à travers la buse 16, dans la chambré 2 du four. L'impulsion de ce jetde gaz est fonction de la quantité de gaz brdlé dans la chambre de combustion 13.Le jet de gaz sortant de la buse 16 détermine la forme et la longueur de la flamme formée dans la chambre de four 12 lors de la combustion du gaz qui s'y écoule, en provenance de la chambre 27, avec l'air comburant arrivant à travers la tette du four. Cette flamme peut donc être influencée par la quantité de gaz broyé' dans la chambre de combustion 13. Dans certains cas, il y a avantage à utiliser, au lieu d'une buse circulaire 16 suivant les figs. 1~à 4, une buse 32 à profil en étoile, suivant la fig. 5, et à disposer alors les canaux 34 d'amenée de gaz entre les branches 33 de cette étoile, afin de maintenir dans la chambre du four une flamme toujours stable, dont la forme et la longueur sont déterminées par la fraction de gaz brûlé dans la chambre de combustion 13. Des modifications de cette quantité de gaz n'influencent pas le rendement-d'ens-emble-du chauffage du four, pour autant que la quantité totale du gaz de combustion est maintenue constante. Ainsi qu'il a déjà été mentionné, les modes de réa -lisation représentés et décrits ne sont donnés qu'à simple titre d'exemple et ne limitent aucunement l'invention, pour laquelle maintes variantes d'exécution demeurent conCevables. REVENDICATIONS 1. Brûleur à gaz pour fours tubulaires tournants, comportant une amenée de gaz combustible disposée dans le courant d'air comburant s' écoulant de la tête du four, brûleur ca caractérisé par le fait que l'amenée de gaz combustible est équipée d'une chambre de combustion comportant un brûleur auxiliaire et une buse qui dirige les gaz combustibles sous la forme d'un jet de gaz. 2. Brûleur à gaz suivant la revendication 1, caractérisé par le fait que le rendement du brtleur auxiliaire peut être réglé dans une gamme d'environ 10% à 20% du rendement thermique total du four. 3. Brûleur à gaz suivant la revendication 1 ou 2, caractérisé par le fait que la chambre de combustion est disposée dans la région centrale de l'amenée de gaz combustible. 4. Brûleur à gaz suivant les revendications 1, 2 et 3, caractérisé par le fait que 1' amenée d'air équipant le brûleur auxiliaire est subdivisée en deux zones annulaires séparées par un canal annulaire d'amenée de gaz, la zone intérieure menant à une grille de torsion et la zone extérieure à des buses disposées sensiblement dans le sens radial. 5. Brûleur à gaz suivant les revendications 1, 2, 3 et 4, caractérisé par le fait que le canal d'amenée de gaz du brûleur auxiliaire est délimité par une paroi annulaire, de forme tronconique, munie de buses à gaz. 6. Pleur à gaz suivant l'une quelconque des revendications 4 et 5, caractérisé par le fait qu'une veilleuse d'allumage est disposée au centre de la zone intérieure de l'amenée d'air du brûleur auxiliaire. 7. Brûleur à gaz suivant l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé par le fait que l'amenée de gaz combustible entourant la chambre de combustion est réalisée sous la forme d'un groupe, disposé en cercle, de canaux menant à des buses à gaz. 8. Brûleur à gaz suivant l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé par le fait qu'une amenée de gaz combustible de profil annulaire et entourant la chambre de combustion est subdivisée, à son extrémité de sortie, par des écrans en forme de barrettes, disposés à intervalles libres. 9. Brûleur à gaz suivant l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé par le fait que la buse constituant la sortie de la chambre de combustion présente un profil ayant sensiblement la forme d'une étoile, entre les branches de laquelle débouchent des canaux d'amenée de gaz combustible.