Brevet FR2272336A1 — publié le 19751219

La présente invention est relative à une installation de chauffage pour combustible liquide comprenant un brûleur à pulvérisation mécanique alimenté en une émulsion de combustible liquide et d'eau, à travers un circuit d'injection dans lequel est branché un dispositif d'émulsion du combustible liquide et d'eau. Dans les installations connues de ce genre, le dispositif d'émulsion est constitué d'un injecteur plus ou moins bien adapté, placé dans le courant du combustible, directement en retrait de l'organe injectant le combustible émulsionné dans la chambre de combustion. Dans la plupart des cas, un tel système se base sur lténergie cinétique de rencontre des deux fluides pour les mélanger plus ou moins bien. Les dispositifs d'émulsion des installations connues ne procurent qu'une émulsion combustible-eau grossière et instable. Une telle émulsion améliore relativement peu la combustion du combustible émulsionné sous forme de fines gouttelettes enrobées d'un film d'eau. L'émulsion en question produit encore du carbone imbrûlé occasionnant des dépôts dans la chaudière ou l'installation. Les dépôts encrassent les parois inté- rieures de la chaudIère ou de l'installation en sorte de réduire le rendement de la combustion et de nécessiter des nettoyages fréquents.D'autre part, l'émulsion précitée nécessite l'emploi d'artifices lors de l'allumage du brûleur, par exemple à l'aide de combustible dopé dans un réservoir séparé, ces artifices entrainant d'importants dépits d'eau et exigeant un disposwitiS d'alimentation en combustible dopé indépendant du circuit d'in Section principal. En outre, l'émulsion susmentionnée donne toujours une combustion imparfaite avec, dans les gaz brûlés, la présence de composants nocifs polluant le milieu extérieur à la chaudière ou à l'installation. LlobJet de l'invention est une nouvelle installation de chauffage permettant de remédier aux inconvénients précités et assurant, par une combustion plus poussée du combustible, non seulement un meilleur rendement de la combustion avec un excès d'air moins important, mais aussi une simplification du travail et une réduction de ltentretien de cette nou velle installation. A cet effet, dans la nouvelle installation de chauffage selon l'invention, le dispositif d'émulsion comprend un mélangeur, de préférence statique, alit:enté d'ure part par un débit de combustible liquide et d'autre part par un débit déterminé d'eau sous pression constante afin de former un mé- lange desdits composants, le débit d'eau étant réglé en fonction du débit de combustible liquide; un dégazeur connecté au mé- langeur afin d'éliminer les bulles gazeuses produites lors de la formation du mélange desdits composants; et un émulseur particulier connecté à la sortie du mélangeur et agencé en sorte de laminer le mélange desdits composants afin de produire une émulsion particulièrement fine et stable. Selon une caractéristique constructive de la nouvelle installation de chauffage, émulseur comprend, dans un boitier, un empilage de lames parallèles et équidistantes entre lesquelles le mélange des composants est forcé de passer. Afin d'augmenter davantage ltefficacité de l'émulsion quant à la combustion, il est avantageux de pouvoir contrôler la température de l'eau utilisée. Dans cet ordre d'idées, la nouvelle installation de chauffage comprend un régulateur de la température de l'eau, disposé dans le circuit d'alimentation en eau du mélangeur. Avantageusement, l'eau mélangée au combustible est sous pression de préférence constante, tandis que le débit de cette eau est à régler en fonction du débit du combustible consommé. A cet effet, la nouvelle installation de chauffage comprend un groupe de mise sous pression ae l'eau, branché dans le circuit d'alimentation en eau du mélangeur. De même, cette nouvelle installation comporte un régulateur de pression d'eau branché dans le circuit d'alimentation en eau du mélangeur, en aval du groupe de mise sous pression, et un régulateur du débit d'eau branché dans le circuit d'alimentation en eau du mélangeur, en aval du régulateur de pression.Selon le cas, le régulateur du débit peut être constitué d'un distributeur à simple étage q ou à double étage ou encore être du type modulant. Afin de constituer une construction robuste et peu encombrante, l'émulseur, le mélangeur et le dégazeur forment ensemble un système monobloc dans la nouvelle installation de chauffage. Selon une particularité économique intéressante de la nouvelle installation de chauffage, le régulateur du débit d'eau est réglé en sorte d'alimenter le mélangeur avec un débit d'eau égal à 6% seulement de celui du combustible liquide. D'autres détails et particularités-de l'invention apparaîtront à la lecture de la description qui suit, faite en regard des annexés au présent mémoire, qui représentent schema- tiquement et à titre d'exemple seulement, plusieurs formes de réalisation de l'invention. Sur ces dessins - la figure 1 est un schéma d'une forme de réalisation d'une installation de chauffage selon l'invention; - la figure 2 est une coupe verticale des moyens d'émulsion du combustible liquide utilisé dans l'installation de chauffage; - les figures 3, 4 et 5 sont des schémas montrant successivement des variantes d'exécution des dispositifs d'alimentation en eau des moyens d'émulsion précités. Sur ces différentes figures, les mêmes notations de référence désignent des éléments identiques. L'installation de chauffage représentée comprend une chaudière équipée d'un brûleur 1 pour la combustion d'un combustible liquide émulsionné au moyen d'eau. Le brûleur 1 est du type à pulvérisation mécanique, modulant ou non. Le brûleur 1 est alimenté en combustible émulsionné à travers un circuit d'injection illustré à la figure 1. Le combustible liquide non émulsionné est contenu dans un réservoir 2 d'où il est extrait par une pompe 3 à travers deux filtres 4 et 5 et amené à un dispositif d'émulsion 6. L'eau se trouve dans un réservoir 7 d'où elle est amenée au dispositif d'émulsion 6. Les additifs éventuels sont stockés dans un bac 8 d'où ils sont acheminés, suivant les besoins, par une pompe 9, vers le dispositif d'émulsion 6. Le dispositif d'émulsion 6 est constitué essentiellement d'un mélangeur statique 10, d'un dégazeur il et d'un émulseur 12. Le mélangeur 10 reçoit le combustible liquide à une entrée antérieure 13, l'eau à une entrée supérieure 14 et les additifs éventuels à une entrée latérale 15. Le combustible, 11 eau et les additifs éventuels sont canalisés à travers le mé langueur 10 en sorte d'être mélangés entre eux à sa sortie 16. Le débit d'eau alimentant le mélangeur 10 est sous pression constante et réglé en fonction du débit de combustib2-e amené à ce mélangeur 10. A cet effet, le circuit d'alimentation en eau du mélangeur 10 comprend d'abord un groupe 17 de mise sous pression åe l'eau, connu en soi, ensuite un régulateur de la pression 'eau 18 et enfin un régulateur du débit d'eau 19, ce régulateur 19 fonctionnant d'après le débit de combustible entrant dans le mélangeur 10. Afin d'éliminer les bulles gazeuses du mélange produit dans le mélangeur 10 et sortant de ce dernier, le déga- zeur 11, connu en soi, est raccordé à ce mélangeur 1C à un autre accès supérieur 20 de celui-ci. Le dégazeur 11 est du type à obturateur 21 contrôlé par flotteur 22. (voir figure 2) Le mélange du combustible, de l'eau et des additifs éventuels passe du mélangeur 10 à l'émulseur 12, lequel est agencé en sorte de laminer les composants précités pour produire une émulsion particulièrement fine et stable.A cet-effet, lté- mulseur 12 est constitué (voir ligure 2) par un empilage de lames parallèles 23,horizontaleset équidistantes.-Les lames 23 sont montées sur un support commun 24 comprenant un plateau plein supérieur 25 fixé à une barre centrale 26. L'espace compris à l'intérieur des lames 23 est prolongé vers le bas par une chambre cylindrique délimitée par le paroi cylindrique 27 disposée coaxialement à la barre 26 et ne présentant qu'une ouverture 28 communiquant avec la sortie 29 de l'émulseur 12.De la sorte, le mélange du combustible, de l'eau et des additifs éventuels entrant par l'entrée 30 de l'émulseur 12 est forcé de remonter dans celui-ci, de circuler autour de l'ensemble des lames 23, de passer entre celles-ci et de redescendre dans 11 espace intérieur auxdites lames 23 et dans la chambre cylindrique 27 pour sortir par la sortie 29. L'expérience a révélé que seul un tel type d'é mulseurpeut garantir une émulsion à la fois fine et stable. Le combustible émulsionné est ensuite pompé par une pompe 31 (figure 1) pour traverser un réchauffeur 32 avant d'atteindre le brûleur 1. il est à noter que l'eau alimentant le mélangeur 10 peut traverser un régulateur de température (c'est-à-dire un échangeur de chaleur) entre le réservoir 7 et, par exemple, le groupe 17.de mise sous pression. D'autre part, le débit d'eau alimentant le mélangeur 10 peut aussi être réglé par un distributeur à simple étage 33 figure 3) ou par un distributeur à étages multiples 34 (figure 4) ou par un régulateur modulant 35 (figure 5). Les distributeurs 33 et 34 et le régulateur 35 sont connus en soi et ne nécessitent pas une description détaillée. Dans la forme de réalisation représentée, le dispositif d'émulsion 6 constitue un système monobloc. En d'autres termes, le mélangeur- statique 10, le dégazeur Il et l'émul- seur 12 constituent ensemble le système rnonobloc. Outre la formation d'une émulsion fine et stable, le dispositif d'émulsion 6 permet aussi d'avoir une consoel- mation d'eau moins élevée que les dispositifs d'émulsion classiques. A ce propos on peut indiquer que le dispositif d'émulsion 6 met en oeuvre un débit d'eau égal à 6', environ de celui du combustible liquide. Il est évident que l'invention n'est pas exclusivement limitée aux formes deréalisation représentées et que bien des modifications peuvent être apportées par l'homme de l'art dans la forme, la disposition et la constitution de certains des éléments intervenant dans sa réalisation sans pour autant sortir du cadre de l'invention. REVEI-DICATICt7S 1. Installation de chauffage comprenant un brûleur à pulvérisation mécanique alimenté en une émulsion de combustible liquide et d'eau, à travers un circuit d'inlection dans lequel est branché un dispositif d'emulsion des composants en question, caractérisée en ce que le dispositif d'émulsion (6) comprend un mélangeur (10), de préférence statique, alimenté d'une part par un débit de combustible liquide et d'autre part par un débit déterminé d'eau sous pression constante afin de former un mélange desdits composants, le débit d'eau étant réglé en fonction du débit de combustible liquide; un dégazeur (11) connecté au mélangeur (10) afin d'éliminer les bulles gazeuses produites lors de la formation du mélange desdits composants; et un émulseur particulier (12) connecté à la sortie du mélangeur (10) et agencé en sorte de laminer le mélange desdits composants afin de produire une émulsion fine et stable. 2. Installation de chauffage selon la revendication 1, caractérisée en ce que l'émulseur (12) comprend, dans un boîtier, un empilage de lames (23) parallèles et équidistantes entre lesquelles le mélange des composants est forcé à passer. 3. Installation de chauffage selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisée en ce qu'elle comprend un régulateur de la température de l'eau, disposé dans le circuit d'alimentation en eau du mélangeur (10). 4. Installation de chauffage selon la revendication 3, caractérisésen ce qu'elle comprend un groupe (17) de mise sous pression de l'eau, branché dans le circuit d'alimentation en eau du mélangeur (10). 5. Installation de chauffage selon la revendication 4, caractérisée en ce qu'elle comprend un régulateur de pression d'eau (18) branché dans le circuit d'alimentation en eau du mélangeur (1C), en aval du groupe de mise sous pression. 6. Installation de chauffage selon la revendication 5, caractérisée en ce qu'elle comprend un régulateur du débit d'eau sous pression constante, branché dans le circuit d'alimentation en eau du mélangeur, en aval du régulateur de pression. 7. Installation de chauffage selon la revendica tion 6, caractérisée en ce que le régulateur du débit d'eau est un distributeur à simple étage (33). 8. Installation de chauffage selon la revendication 6, caractérisée en ce que le régulateur du débit d'eau est un distributeur à étages multiples (34). 9. Installation de- chauffage selon la revendication 6, caractérisée en ce que le régulateur du débit d'eau est du type modulant (35). 10. Installation de chauffage selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisée en ce que l'émulseur, le mélangeur et le dégazeur forment ensemble un système monobloc. 11. Installation de chauffage selon l'une quelconque des revendications 1 à 10, caractérisée en ce que le régulateur du débit doleau est agencé en sorte d'alimenter le mélangeur avec un débit d'eau égal à 6% de celui du combustible liquide.