Brevet FR2266859A1 — publié le 19751031

La présente invention concerne un dispositif pour le contrôle et la régulation de bradeurs équipant des fours tels que des fours à chaux et notamment des fours à chaux à axe vertical. De tels fours sont chauffés habituellement par un ensemble de brûleurs à mazout disposés à une même hauteur et formant une couronne entourant à faible distance la paroi cylindrique du four. On a cherché récemment à équiper des fours de ce type avec des brflleurs consommant du gaz combustible tel que du gaz naturel, du gaz de ville du gaz de distillation de pétrole ou autre d > une façon générale ltinvention s'applique à des braleurs consommant des combustibles gazeux, qui pour des raisons de simplification seront designés au long de la présente description, par le mot gaz. La présente invention permet de régler l'admission d'air et de gaz sur des brûleurs équipant un four tel par exemple qu'un four à chaux. L'invention concerne plus précisément un dispositif de contrôle et de reguIa- tion de brûleurs à gaz tels que des brûleurs équipant un four à chaux à axe vertical, du type comportant des conduits pour l'acheminement du gaz et de l'air respectivement, ces conduits se rejoignant au niveau ou en amont des dits brûleurs en permettant le mélange du gaz et due l'air, caractérisé en ce qu'il comporte une vanne apte à commander le débit du gaz dans le conduit de gaz et une vanne apte à commander le débit d'air dans le conduit d'air, les dites vannes étant reliées entre elles par des moyens d'asservissement de telle façon qu'une variation dans le degré de fermeture de l'une commande une variation convenable dans le degré de fermeture de l'autre. L'ouverture ou fermeture des dites vannes peut etre commandée par un moteur électrique lui-meme commandé par un contacteur manuel. Selon une autre caractéristique de l'invention au moins lJun des conduits pour l'alimentation d'air ou de gaz comporte une vanne auxiliaire permettant d'obtenir tout rapport souhaité dans le mélange air/gaz. L'invention s'étend également à un four à chaux à axe vertical chauffé au moyen d'un ou plusieurs brûleurs équipés d'un dispositif de contrôle et de réglage conforme à l'invention. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront encore de la description qui suit et qui est donnée en rapport avec une forme de réalisa tion présentée à titre d'exempte préférentiel sans caractère limitatif et en se référant aux dessins annexés dans lesquels La figure unique est un schéma des organes et circuits du dispositif de l'invention pour l'acheminement des fluides combustibles et comburant jusqu'au brûleur et leur régulation. Le four est équipé d'une pluralité de brûleurs 10 dont un seulement est représenté sur la figure 1 ; ils sont disposés en couronne autour du four cylindrique contenant la pierre à chaux. A chaque bradeur 10 est associé un brflleur pilote formant veilleuse et permettant l'allumage du brtleur principal. Les brQleurs pilotes sont alimentés par les conduites annulaires 12 et 14 respectivement en air comburant et en gaz combustible. Les brûleurs principaux sont alimentés par les conduites annulaires 16 et 18 respectivement en air et gaz. Les conduites 12 14, 16 et 18 en couronne entourent les parois du four cylindrique, ce dernier n'étant pas représenté. Le conduit principal d'air 16 est alimenté depuis une soufflerie 20 commandée par un régulateur 22 sensible à la pression de l'air dans la conduite aval. Sur ce conduit d'air principal est interposée la vanne principale de réglage de débit d'air 24 et une vanne papillon commandée manuellement 26. De son côté l'arrivée du gaz se fait par le conduit de gaz principal 17 comportant le robinet 28 , le filtre 30 , le régulateur de pression 32,le compteur 34 , un robinet de sécurité 36 , la vanne principale de réglage 38 et une première vanne de coupure manuelle 40. Entre cette dernière et la vanne principale de réglage part une dérivation conduisant au régulateur 42 asservi au débit d'air, puis à une seconde vanne de coupure manuelle 44 au delà de laquelle la dérivation rejoint la canalisation principale en aval de la vanne 40. Un branchement raccordé à la canalisation du conduit d'air principal relie le régulateur 42 à ladite canalisation d'air principal. La vanne principale de réglage d'air 24 et la vanne principale de réglage de gaz 38 sont asservies de telle façon que leur degré de fermeture ou d'ouverture varient ensemble et varient également l'une par rapport à ltautre de façon à donner le mélange air/gaz approprié en fonction du régime de chauffage du four. La position du degré d'ouverture et fermeture de chacune des vannes 24 et 38 est commandée par un moteur électrique commandé manuellement D'une façon générale les vannes principales 24 et 38 sont asservies de telle façon qu'un mouvement d'ampleur déterminé de fermeture ou d'ouverture de la vanne de gaz 38 déclenche un mouvement de meme sens et d'ampleur plus grande au niveau de la vanne de réglage de l'air 24. Lorsque l'on allume le four la vanne papillon 26 sur la conduite d'air est ouverte et les vannes principales 24 et 38 , asservies entre elles, sont ouver tes au ralenti, ne laissant passer qu'un faible débit. La première vanne de coupure manuelle 40 est fermée et la seconde vanne de coupure manuelle 44 est ouverte 'de sorte que le gaz passe par la dérivation comportant le régu lateur 42 pour aboutir à la conduite 18. L'allumage des brftleurs est commandé par une succession d'opérations pro grammées; l'ensemble de ces opération correspond successivement à la purge des conduits in téressés, essai de vanne et démarrage de la flamme pilote / tout cela avant que le débit de gaz principal soit déclenché. Le programme d'allumage débute par une vérification de la position correcte des vannes principales de réglage respectivement d'air et de gaz asservies entre elles, qui doivent être ouvertes au minimum ne permettant qu'un débit faible ; on laisse s'évacuer le gaz du réseau de distribution pendant une pério- de de temps détermine avant d'allumer les brûleurs. pilotes. La vanne 38 est d'abord ouverte manuellement puis on allume les flammes pilotes; on provoque alors l'ouverture des robinets de chaque brailleur principal qui se trouvent ainsi allumés depuis la flamme pilote et brillent au ralenti. Le débit de gaz principal et d'air principal est commandé par ouverture des vannes de réglage respectivement 24 et 38. Le rapport air/gaz est commandé par le régulateur 42 et la vanne 44 de façon à correspondre aux proportions stoechiométriques nécessaires pour la réaction de combustion En régime de croisière les besoins en apport d'air sous pression peuvent etre réduits. On peut donc ouvrir la vanne 40 sur la conduite principale de gaz et ajuster la vanne papillon 26 en fonction du rapport air/gaz souhaité. La régulation des débits d'air et de gaz respectivement est obtenue par le jeu des vannes principales de réglage 24 et 38 asservies entre elles. Selon une variante l'installation ne comporte pas de bruleurs pilotes et on utilise un allumage par étincelles électriques, chaque brûleur principal comportant une bougie dtallumage, Cette disposition présente l'avantage d'éviter l'aménagement de brûleurs pilotes rétractables avec leurs conduits d'alimentation en gaz et air. Les brûleurs principaux sont allumés par l'étincelle de la bougie étant au ralenti et le débit est élevé jusqu'au régime de croisière ainsi qu'on l'a expliqué plus haut. L'ensemble comporte les accessoires de sécurité habituels tels que appareils de coupure ou de contrôle de pression, de température . REVENDICATION-S 1 - Dispositif de contrôle et de régulation pour trrtleurs à gaz > tels que des brflleurs équipant un four à chaux à axe vertical, du type comportant des conduits pour l'acheminement du gaz combustible et de l'air comburant, ces conduits se rejoignant au niveau ou en amont des dits bruleurs en permettant le mélange du gaz et de l'air, caractérisé en ce qutil comporte une vanne apte à commander le débit du gaz dans le conduit de gaz et une vanne apte à commander le débit d'air dans le conduit d'air, les dites vannes étant reliées entre elles par des moyens d'asservissement de telle façon qu'une variation dans le degré de fermeture de l'une commande une variation convenable dans le degré de fermeture de l'autre. 2 - Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en outre en ce que l'ouver- ture et la fermeture des dites vannes sont actionnées par un moteur électrique lui-meme commandé par un contacteur manuel. 3 - Dispositif selon la revendication I caractérisé en outre en ce qu'au moins l'un des conduits pour l'alimentation d'air ou de gaz respectivement comporte une vanne auxiliaire permettant de régler le débit d'air ou due gaz et ainsi d'obtenir tout rapport souhaité dans le mélange airjgaz. 4 - Ensemble de chauffage par gaz, caractérisé en ce qu'il comporte au moins un brtleur alimenté en gaz et air et associé à un dispositif selon llune des revendications 1 à 3ci-dessus. 5 - Ensemble selon la revendication 4 caractérisé en outre en ce que chaque brûleur comporte une bougie d'allumage pour la mise à feu. 6 - Ensemble de chauffage équipé d'un dispositif selon l'une des revendications 1 à 4 ci-dessus , caractérisé en ce que chaque brilleur principal comporte un brûleur pilote. 7 - Four à chaux à axe vertical comportant un dispositif de chauffage à gaz selon l'une des revendications 1 à 6 ci-dessus.