Brevet FR2294396A1 — publié le 19760709

La présente invention concerne un tube radiant à enveloppe pour com bust-íbles gazeux ou liquides, avec un tube axial central d'alimentation en -combustible et un tube d'alimentation en air de combustion, coaxial avec le-prEcédent, les deux tubes coaxiaux débouchant dans le corps du brûleur. ode tels tubes radiants a enveloppe sont employés dans des fours industriels quand le traitement thermique exige le maintien dans ces derniers d'une atmosphère spécifiee, non modifiée par les fumées de brG- leurs-ouverts. Dans les tubes radiants a enveloppe connus, le corps du brûleur se prolonge toujours par un tube foyer pour l'évacuation des fumées. Un tel tube foyer en acier, à surface fermée, est décrit dans le brevet de la République fédérale d'Allemagne n 1 811 155. Un autre tube foyer, également en métal et à surface enveloppante perforée, est décrit par le brevet de laRépublique fédérale d'Allemagne n 1 074 802. Les brevets de la République fédérale d'Allemagne nc 1 551 762 et 2 314 118 décrivent des tubes foyers, avec ou sans orifices de passage des fumées, réalisés en céramique et constitués par des pieces détachées dont la juxtaposition permet d'obtenir les formes de réalisation les plus diverses. Tous ces tubes radiants à enveloppe ont un mauvais rendement, car la flamme atteint le tube foyer et le tube enveloppant n'est pratiquement pas en contact direct avec la flamme chaude. Le tube enveloppant n'est donc chauffé que par le rayonnement calorifique du tube foyer. Une partie du rayonnement calorifique est toutefois entrainée par les fumées déjà refroi dies et évacuées hors du tube radiant, entre le tube foyer et le tube enveloppant. L'-invention a pour objet d'amener la flamme chaude directement sur le tube enveloppant et d'évacuer simultanément les fumées du tube radinant. Selon une caractéristique essentielle de l'invention, un ou plusieurs carneaux d'évacuation des fumées sont régulièrement repartis sur la face interne du tube enveloppant, comportent des orifices d'admission judicieu- sement disposés suivant leur longueur, sont ouverts aux extrémites et sont munis de tubulures d'échappement. Selon une autre caractéristique de -l'invention, un ou plusieurs car neaux a'évacuation des fummées sont régulièrement répartis sur la face extérieure du tube enveloppant, présentent une étanchéité à l'air par rap port à l'enceinte du four, comportent des-orifices d'admission traversant Ive tube enveloppant et judicieusement disposés suivant leur longueur, et sont munis de tubulures d'échappement å leurs extrémités sortant du four. Afin de permettre une production single des carneaux d'éyacuation des fumées situés dans le tube radiant et leur fixation sure, et selon une autre caractéristique de l'invention, ces carneaux sont formés par des secteurs annulaires successifs, recouvrant des parties de la face intérieure du tube enveloppant et portés par des ligaments disposés sur la face intérieure du tube enveloppant. Lorsque les carneaux d'évacuation des fumées sont extérieurs au tube radiant, et selon une autre caractéristique de l'invention, ils sont formés par des profilés en U, reposant sur des parties de la face extérieure du tube enveloppant, avec l'étanchéité à l'air, et comportant des plaques d'obturation à leurs extrémités situées du coté du four. Les carneaux d'évacuation des fumées ne doivent toutefois s'étendre que sur une surface aussi faible que possible du tube enveloppant, afin de permettre le chauffage direct de ce dernier par la flamme ou la dissipation aussi régulière que possible de la chaleur absorbée. Selon une autre caractéristique de l'invention, les secteurs annulaires ou les profilés en U sont réalisés avec une section polygonale, courbe ou obtenue par combinaison de ces formes. Selon une autre caractéristique avantageuse de l'invention, les secteurs annulaires sont réalisables en métal ou céramique et les profilés en U ainsi que leurs plaques d'obturation sont en métal. Afin de simplifier la fabrication, et selon une autre caractéristique de l'invention, un canal annulaire est prévu entre les carneaux d'évacuation des fumées situés à l'intérieur ou à l'extérieur du tube enveloppant et une tubulure d'échappement, à l'intérieur ou à l'extérieur de la chemise L'invention sera décrite plus en détail en regard des dessins annexés à titre d'exemples non limitatifs, et sur lesquels la figure 1 représente, avec coupe longitudinale partielle, un tube radiant a enveloppe comportant deux carneaux intérieurs d'évacuation des fumées; la figure 2 est une section agrandie suivant l'axe II-II de la figure 1; la figure 3 représente un tube radiant avec deux carneaux d'évacuation des fumées, disposés sur l'extérieur du tube enveloppant; et la figure 4 est une coupe agrandie suivant l'axe IV-IV de la figure 3. Le tube enveloppant 1 entoure le tube radiant représenté par les figures 1 et 2. Son extrémité libre comporte un épaulement 2, assurant l'appui du tube radiant dans l'enceinte du four. A l'autre extrémité, le tube enveloppant 1 se raccorde à une brice 3, destinée à la fixation avec étanchéité à l'air du tube radiant, qui traverse la paroi du four. La chemise 4 est disposée sur la bride 3. Elle porte le raccord 5 pour l'alimentation en combustible, un autre raccord 6 pour l'amenée de l'air de combustion et la tubulure 7 d'échappement des fumées. Le tube enveloppant 1 contient le tube central axial 8 d'alimentation en combustibles. Un autre tube 9 est disposé coaxialement autour du pré cédent. il forme avec le tube 8 d'alimentation en combustible le canal annulaire 10 d'amenée de l'air de combustion. Le corps du leur il est fixé à 1 'extrémité du tube 8 d'alimentation en combustible et de l'autre tube 9. Les deux carneaux 12, 13 sont prévus pour l'évacuation des fumées hors du tube radiant à enveloppe. Ils sont reliés à la tubulure d'échappement 7 par un canal annulaire 23, situé dans la chemise 4, non visible sur la figure et représenté de ce fait par un fin tracé en tirets. Chaque carneau d'évacuation des fumées 12 ou 13 est formé par des secteurs annulaires 14 successifs, de section polygonale. Les secteurs annulaires sont maintenus par des ligaments 15 disposés sur la face interne du tube enveloppant 1. Afin d'obtenir d'une part une flamme aussi régulière et stable que possible, s'détendant sur toute la longueur du tube enveloppant 1, et de permettre d'autre part 1 1évacuation hors du tube radiant à enveloppe du débit souhaité de fumées, avec une distribution correcte, les secteurs annulaires 14, dont les extrémités libres sont ouvertes, comportent des orifices 16 d'admission des fumées, judicieusement disposés suivant leur longueur. Les secteurs annulaires 14, qui peuvent aussi avoir une section de forme différente, sont réalisés en métal ou en céramique. Il convient de toujours choisir la forme des secteurs annulaires de façon qu'une partie aussi faible que possible de la face intérieure du tube enveloppant 1 soit nécessaire pour former les carneaux 12 et 13 d'évacuation des fumées, afin d'obtenir un chauffage aussi régulier que possible du tube enveloppant 1 par la flamme. Les pièces du tube radiant à enveloppe selon figures 3 et 4, identiques à celles représentées sur les figures 1 et 2, sont désignées par les mêmes repères que sur ces dernières. Des profilés en U métalliques 19 sont soudés sur le tube enveloppant, pour former les carneaux extérieurs 17, 19 d'évacuation des fumées. Des plaques métalliques 20 obturent leurs extrémités libres par rapport à l'enceinte du four, avec étanchéité à l'air. Les carneaux 17, 18 se raccordent à l'autre extrémité à deux tubulures d'échappement 21, qui traversent la chemise 4. Afin de permettre l'évacuation des fumées hors du tube enveloppant 1, ce dernier comporte, dans la zone des carneaux 17, 18 des orifices d'admission 22, présentant un écartement déterminé et d'une taille permettant la production d'une flamme stable et de la longueur voulue dans le tube enveloppant. Il va de soi que dans cet exemple de réalisation, la forme de la section des profilés en U- 19 est choisie de façon à permettre la formation des carneaux d'évacuation des fumées 17, 18 avec une partie aussi faible que possible de la surface extérieure du tube enveloppant 1. Un avantage particulier de l'emploi de carneaux 17, 18 extérieurs réside dans le fait que la flamme atteint directement l'ensemble de la surface interne du tube enveloppant 1, qui présente ainsi un échauffement régulier. Il est naturellement possible aussi, dans le cas d'un tube radiant de grandes dimensionspar exemple, de prévoir simultanément des carneaux d'évacuation des fumées 12, 13 et 17, 18 à l'intérieur et/ou à l'extérieur du tube enveloppant, avec une disposition quelconque, et de les relier directement ou par un ou plusieurs canaux annulaires aux tubulures d'échap pement. - L'invention présente notamment les avantages suivants : Grâce au chauffage direct par une flamme d'intensité constante de la plus grande partie ou de toute la surface intérieure, le tube enveloppant est porté à une température plus élevée qù'auparavant et la température dans le four est donc notablement augmentée aussi. Il va de soi que de nombreuses modifications peuvent être apportées au tube radiant à enveloppe sans sortir du cadre de l'invention. Revendications 1. Tube radiant enveloppe pour combustibles gazeux ou liquides, corps portant un tube central axial d'alimentation en combustible et un tube d'amende de l'air de cocbustion, coaxial avec le précédent, débouchant tous deux dans le corps du brûleur, ledit tube radiant étant caractOrise en ce qu'un ou plusieurs carneaux d' évacuation des fumées sont régulièrement répartis sur la surface intérieure du tube enveloppant, cosportent des orifices d'admission judicieusement disposés suivant leur longueur, sont ouverts aux extrémités et sont munis de tubulures d'échappement. 2. Tube radiant & enveloppe pur combustibles gazeux ou liquides, com- portant un tube central aixal d'alimentation en combustible et un tube d'amenee de l'air de combustion, coaxial avec le précédent; débouchant tous deux dans le corps du brtleur, ledit tube radiant étant caractérisé en ce qu'un ou plusieurs carneaux d'évacuation des fumées sont régulièrement répartis sur la face extérieure du tube enveloppant, presentent une étan chiite l'air par rapport à l'enceinte du four, comportent des orifices d' adaission traversant le tube enveloppant et judicieusement disposés suivant leur longueur, et sont munis de tubulures d'échappement a leurs extrémités sortant du four. 3. Tube radiant enveloppe pour combustibles gazeux ou liquides selon revendication 1, caractérisé en ce que les carneaux d'évacuation des fumées sont formés par des seçteurs annulaires succesifs, recouvrant des parties de la surface intérieure du tube enveloppant et reposant sur des ligaments disposés sur la surface intérieure de ce tube. 4. Tube radiant enveloppe pour combustibles gazeux ou liquides selon revendication 2, caractérisé en ce que les carneaux d' évacuation des fumées sont formés par des profilés en U reposant avec étanchéité à l'air sur la surface extérieure du tube enveloppant et dont les extrémités du coté du four comportent des plaques d'obturation. 5. Tube radiant à enveloppe pour combustibles gazeux ou liquides selon une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que les secteurs annulaires ou les profilés en U ont une section polygonale, courbe ou résultant d'une combinaison de ces formes. 6. Tube radiant à enveloppe pour combustibles gazeux ou liquides selon s une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que le secteurs annulaires sont réalisés en métal ou ceramique et les profilés en U, ainsi que leurs plaques d'obturation, sont en métal. 7. Tube radiant à enveloppe pour combustibles gazeux ou liquides selon une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que, dans le cas de plusieurs carneaux d'évacuation des fumées intérieurs ou extérieurs au tube enveloppant, un canal annulaire est prévu entre ces carneaux et une tubulure d'échappement, à l'intérieur ou a l'extérieur de la chemise.