Brevet FR2029374A1 — publié le 19701023

La présente invention concerne les brdleurs à immersion et a pour but l'amélioration des brtleurs existants de ce type. On sait que les brailleurs à immersion son employés avec succès pour le chauffage et ltévaporation de liquides, par exemple pour concentrer l'acide sulfurique d'hydrolyse, pour décomposer thermiquement les bains de sels, etc... Actuellement les bradeurs à immersion les plais répandus sont ceux dans lesquels le mélange du gai combustible avec l'air s'effectue dans un mélangeur spécial situé en dehors de la chambre de combustion, et le mélange gaz-air est amené dans la chambre de combustion sous la forme d'un courant mis en tourbillonnement par un dispositif approprié. L'inconvénient de ces bradeurs consiste en ce que, du fait de l'effet centrifuge, le courant tourbillonnant du mélange gaz-air arrivant du mélangeur à la chambre de combustion à travers le dispositif de tourbillonnement est pressé contre la paroi de la chambre de combustion, aussi se forme-t-il dans la chambre* dans l'axe de la flamme, une zone de sous-pression, et des contre-courants apparaissant dans le mélange. En raison de ce phénomène, la flamme est attirée vers la partie supérieure du bradeur dont elle provoque ainsi la surchauffe et où elle grille les pièces métalliques, et, d'autre part, le liquide à évaporer est aspiré à l'intérieur de la chambre de combustion, ce qui provoque la mise hors d'usase prématurée du brtleur. On donnait aussi des brûleurs à immersion dans lesquels le mélange gaz-air est amené dans la chambre de combustion sous forme d'un courant rectiligne. De tels brtleurs n'assurent pas l'obtention d'un mélange gaz-air de qualité, car ils ne comportent pas un brassage complémentaire du gaz combustible et de l'air au moyen d'un dispositif de tourbillonnement.En outre, l'amenée rectiligne du mélange gaz-air à la chambre de combustion augmente considérablement la longueur de la flamme par suite de la grande portée du jet; aussi, pour obtenir une combustion complète du gaz, il est nécessaire de prévoir des chambres de combustion de grande longueur, ce qui rend le bradeur encombrant et incommode en utilisation, et limite les possibilités d'application de ces brûleurs dans les appareils de combustion immergée à fortes charges thermiques. Le but de l'invention est de supprimer ces inconvénients des brflleurs à immersion connus. On s'est donc assigné pour tâche de créer un brdleur à immersion assurant une distribution uniforme des vitesses axiales du courant de mélange gaz-air et des charges thermiques dans la section transversale de la chambre de combustion, la stabilisation de la combustion, et une plus grande fiabilité du brûleur. La solution, suivant la présente invention, consiste à doter le brdleur à immersion d'un mélangeur gaz-air additionnel, d'où le mélange gaz-air est amené, la chambre de combustion en courant rectiligne suivant l'axe vertical de la chambre, de pair avec l'arrivée dans celle-ci d'un courant tourbillonnant. Il est avantageux que la conduite d'amenée du courant rectiligne de mélange gaz-air passe à l'intérieur du dispositif de tourbillonnement. Plus bas on donne, à titre d'exemple, une description détaillée d'une forme de réalisation concrète de l'invention,avec renvois au dessin annexé sur lequel est représenté, en coupe verticale, un brûleur à immersion réalisé suivant l'invention o Le brtleur à immersion comprend une chambre de combustion 1 garnie intérieurement d'un réfractaire 2. Âu-dessus de la chambre de combustion 1 est disposé un mélangeur 3 de gaz combustible et- d'-air introduits dans le mélangeur à travers un coude d'entrée 4 dont l'intérieur est partagé par un coupe-courant d'air 5 réalisé sous la forme d'une tôle cintrée.Dans le mélangeur 3 est disposée une chambre à gaz avec une entrée de gaz 7 et des orifices 8 disposés en quinconce et assurant la diffusion du gaz combustible de la chambre à gaz 6 dans le mélangeur 3. Entre la chambre de combustion 1 et le mélangeur 3 se trouve un dispositif de tourbillonnement se présentant sous la forme d'une tige creuse 9 munie de pales hélicoldales 10 sur sa surface inférieure. Â la partie supérieure de la tige 9 est disposé encore un mélangeur 11 comprenntt une chambre à gaz 12 et une chambre à air 13 avec une tubulure 14 d'amenée pdriphdrique du gaz et une tubulure 15 d'amenée d'air. La chambre à gaz 12 a des orifices analogues aux orifices 8 de la chambre à gaz 6. La tige creuse 9 sert de conduite amenant le mélange gaz-air du mélangeur 11 à la chambre de combustion 1. Â la partie supérieure de la tige-conduite 9 est disposée une bougie 16 à décharge électrique, raccordée à une bobine d'allumage à induction 17 et servant à allumer le mélange gaz-air dans la conduite 9. Au-dessus de la chambre à air 13 est prévu un regard 18 pour le contrôle de lnllumage et la surveillance de la flamme du bradeur. Le brdleur fonctionne de la façon suivante. On plonge le brdleur dans l'appareil de combustion immergée, par exemple dans un appareil d'évaporation rempli d'une solution, d'un produit fondu ou d'un autre matériau approprié. Â travers le coude d'entrée 4 on admet l'air dans le mélangeur 3. On admet aussi dans la chambre d'air 13 une très faible quantité d'air et, dans la chambre de gaz 12, une certaine quantité de gaz combustible. Le gaz, en passant de la chambre à gaz 12 dans le mélangeur il à travers les orifices 8, s'y mélange avec l'air. On met sous tension la bobine d'induction 17 et la bougie à décharge électrique 16 enflamme le mélange gaz-air dans la tigeconduite creuse 9; on augmente le débit de gaz combustible et d'air vers les chambres 12 et 13, ce qui a pour effet de déplacer le mélange enflammé, en courant rectiligne, vers la chambre de combustion 1 suivant l'axe vertical: de cette dernière. La flamme produite par le mélange gaz-air arrivant du mélangeur 1 1 échauffe le garnissage 2 de la chambre de combustion, après quoi on admet le gaz combustible dans la chambre gaz 6. Le gaz passe alors à travers les orifices en quinconce 8 et arrive au mélangeur 3, dans lequel on a déjà admis l'air à travers le coude 4.Le mélange gaz-air qui se forme dans le mélangeur 3 est mis en tourbillonnement par les pales hélicoldales 10 et pénewtre sous forme de courant tourbillonnant dans la chambre de combustion 1 oh il est enflammé par la flamme produite par le mélange arrivant dans la chambre de combustion du mélangeur 11, ainsi que par le garnissage 2 de la chambre de combustion 1, porté à une haute température. L'air pénétrant dans la chambre d'air 13 lèche à l'intérieur le regard 18 en le préservant de l'encrassage par les suies et de la surchauffe. Etant donné que le courant tourbillonnant de mélange gaz-air provenant du mélangeur 3 est serré contre la paroi de la chambre de combustion 1 par suite de l'effet centrifuge, et que le mélange gaz-air du mélangeur 1 1 pénétré dans la chambre de combustion en courant rectiligne suivant 1' axe vertical de la chambre, la simultanée des deux courants de mélange gaz-air exclut les contre-courants, égalise les vitesses axiales des courants et les charges thermiques dans la section transversale de la chambre de combustion, empêchant ainsi l'attraction de la flamme vers la partie supérieure du brdleur et le grillage de ses pièces métalliques, ainsi que l'aspiration du liquide à traiter dans la chambre de combustion. Le brûleur décrit ci-dessus fonctionne d'une façon stable avec des coefficients d'excès d'air de l'ordre de 1 à 2,5, ce qui permet de régler la température de combustiondes gaz entre 1000 et 18000C. Bien entendu, l'invention n'est nullement limitée au mode de réalisation décrit et représenté qui n'a été donné qu'à titre d'exemple. En particulier, elle comprend tous les moyens constituant des équivalents techniques des moyens décrits ainsi que leurs combinaisons, si celles-ci sont esdoutdes selon l'esprit de l'invention. R~E V E N D I C A T I O N S 1.- Brtleur à immersion dans lequel le mélange du gaz combustible ét de l'air s'effectue hors de la chambre de combustion, le mélange gaz-air étant amené dans celle-ci après avoir été mis en tourbillonnement à l'aide d'un dispositif de tourbillonnement, ledit brûleur à immersion étant caractérisé en qu'il est doté d'un mélangeur gaz-air additionnel d'où le mélange gaz-air est amené à la chambre de combustion en courant rectiligne suivant l'axe vertical de la chambre de combustion. 2.~ BrCileur à immersion suivant la revendication 1 ci-dessus, caractérisé en ce que la conduite par laquelle est amené le courant rectiligne de mélange gaz-air passe à l'intérieur du dispositif de tourbillonnement.