Brevet FR2372385A1 — publié le 19780623

La présente invention concerne les procédés pour obtenir un mélange gazeux d'un produit combustible et d'un produit comburant à partir d'un jet de produit liquide et d'un gaz comburant, ainsi qu'aux brûleurs de tels mélanges. Il trouve une application de choix pour l'alimentation en butane d'un brûleur. Actuellement, l'utilisation du butane liquide comme combustible industriel est réalisée soit en phase gazeuse pure, nécessitant l'action d'un vaporiseur, puis le maintien en température du fluide gazeux par traçage à la vapeur ou à l'eau chaude des tuyauteries de distribution pour éviter toute recondensation, soit en phase gazeuse mélangée à de l'air nécessitant une centrale de mélange assez complexe utilisant un vaporiseur, un compresseur et une chaîne de régulation. Cet air butané est distribué sous faible pression afin de maintenir un point de rosée compatible avec les températures hivernales auxquelles sont exposées les tuyauteries de distribution. L'invention permet d'alimenter un brûleur directement en butane liquide avec vaporisation de celui-ci dans le corps même du brûleur et mélange avec le comburant gazeux pour une combustion instantanée. Ce mode de vaporisation supprime le maintien en température des tuyauteries de transport et autorise l-'alimentation en butane liquide des organes de chauffe depuis un stockage en citerne comme pour un combustible liquide à température ambiante, tel que le fuel domestique. L'invention a donc pour objet un procédé pour obtenir un mélange gazeux d'un produit combustible et d'un gaz comburant à partir du produit combustible liquide et du gaz comburant, caractérisé en ce qu'il consiste à projeter sur un jet du produit liquide du gaz comburant à une température et en une quantité suffisantes pour que la chaleur qu'il cède au liquide vaporise ce dernier. La vaporisation s'effectue par la chaleur transmise au liquide par le gaz. L'échange de chaleur est facilitée, au point d'obtenir une vaporisation pratiquement instantanée, grâce au contact intime réalisé par l'effet mécanique de fractionnement des jets dû à leur croisements. L'invention vise également un brûleur comprenant une chambre de mélange dans laquelle débouche un gicleur communiquant avec un réservoir de combustible et un ajutage, commu niquant avec une source de comburant, caractérisé en ce que le jet issu de l'ajutage croise celui issu du gicleur. Au dessin annexé, donné uniquement à titre d'exemple La figure 1 est un schéma illustrant une installation à brûleur suivant l'invention; et La figure 2 est une vue en coupe partielle du brûleur de la figure 1. Le brûleur comporte une chambre 1 de combustion dans laquelle débouche une tuyère 2 en matière réfractaire à col 3 rapporté et isolé thermiquement par une enveloppe 4 pour palier l'écart des températures entre la base et le développement de la flamme. L'enveloppe est métallique. L'extrémité supérieure de la tuyère 2 débouche dans une chambre 5 de mélange dont le sommet est formé par une paroi tronconique à petite base 6 vers le haut. Un gicleur 7 traverse la base 6 et projette un jet dans la chambre 5. Le gicleur 7 est aliment par un conduit 8 qui traverse une antichambre 9. Le conduit 8 communique par l'intermédiaire d'une pompe 10 avec une citerne 11 de butane liquide. De l'air de combustion fourni par un électro-ventilateur 12 arrive par un conduit 13 à la base d'un récupérateur 14 de chaleur monté sur la cheminée 15 d'évacuation des produits de combustion de la chambre 1. Au sommet du récupérateur 14, l'air réchauffé passe dans un conduit 16 débouchant par un raccord 17 et un déflecteur 18 dans la chambre 5. Une dérivation 19 du conduit 16 traverse une batterie 20 chauffante commandée par un thermostat 21 dé- tectant la température de l'air dans la dérivation 19 à la sortie de la batterie 20. La dérivation 19 débouche par un raccord 22 dans l'antichambre 9 traversée par le conduit 8. Dans les parois latérales de la paroi tronconique formant le sommet de la chambre 5 sont pratiqués à intervalles angulaires réguliers des ajutages 23 et 24, L'ensembledes ajutages 23 forme une couronne entourant le gicleur 7. Les ajutages sont orientés de manière que les jets d'air qu'ils créent croisent et brisent le jet de butane issu du gicleur 7 dès la sortie de celui-ci. A la mise en route du brûleur, l'air envoyé par le ventilateur 12 passe dans le conduit 13, le récupérateur 14 où il n'échange pas de chaleur puisqu'il n'y a pas encore suffisamment de produits chauds sortant par la cheminée 15. Une fraction de l1air passe dans la dérivation 19 et est chauffée par la batterie 20. Cet air chauffé arrive dans l'antichambre 9 par le raccord 22. Il passe dans les ajutages 23 et 24. Les jets d'air chaud issus des ajutages 23 chauffent, brisent et divisent, et donc vaporisent instantanément le jet de butane liquide issu du gicleur 7.L'ajustement de la teneur en air du mélange de butane et d'air est obtenu par l'amenée d'air par le raccord17 et le déflecteur 18, Le débit d'air chaud pour la pulvérisation et la température de celui-ci doivent permettre au minimum l'apport des calories nécessaires au nez du brûleur pour la vaporisation du liquide, l'air étant malgre tout à une température minimale supérieure au point de vaporisation du combustible. Par exemple pour vaporiser 10 kg de butane, il est nécessaire de fournir 920 Kcal. Ces 920 Kcal,qui sont amenées par l'air de pulvérisation,peuvent être soit fournies par l'équivalent de 14,93 m3 d'air à 2000C, soit par 9,95 m3 d'air à 3000C. La température de l'air doit être d'au moins 1000C pour vaporiser correctement le butane. Quant le brûleur fonctionne depuis un certain temps, les produits de combustion chauds s'échappant par la cheminée 15 chauffent suffisamment l'air qui passe dans le récupérateur 14 qui sert d'échangeur de chaleur. Le thermostat 21 commande alors l'arr8t de la batterie 20. REVENDICATIONS 1. Procédé pour obtenir un mélange gazeux d'un produit combustible et d'un gaz comburant à partir du produit combustible liquide et du gaz comburant, caractérisé en ce qu'il consiste à projeter sur un jet du produit liquide du gaz comburant à une température et en une quantité suffisantes pour que la chaleur qu'il cède au liquide vaporise ce dernier. 2. Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce que l'on n'utilise qu'une fraction de l'air de combustion pour vaporiser le liquide. 3. Procédé suivant l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que l'on chauffe le gaz par échange de chaleur avec les produits de la combustion. 4. Brûleur comprenant une chambre de mélange dans laquelle débouchent un gicleur communiquant avec un -réservoir de combustible et un ajutage communiquant avec une source de comburant, caractérisé en ce que le jet issu de l'ajutage croise celui issu du gicleur. 5. Brûleur suivant la revendication 4, caractérisé par plusieurs ajutages dont les jets croisent celui du- gicleur et qui sont répartis autour de celui-ci. 6. Brûleur suivant la revendication 5, caractérisé en ce que les ajutages sont répartis sur une couronne entourant le gicleur. 7. Brûleur suivant l'une quelconque des revendications 4 à 6, caractérisé en ce que ltendroit de croisement est situé dès la sortie du gicleur. 8. Brûleur suivant l'une quelconque des revendications 4 à 7, comprenant un conduit d'amenée, caractérisé en ce que le conduit comprend une dérivation d'alimentation de l'ajutage. 9. Brûleur suivant la revendication 8, comprenant un récupérateur de chaleur monté sur une cheminée de sortie du brûleur, caractérisé par une batterie de chauffage monté sur la dérivation et par un dispositif de commande de la batterie en fonction de la température du gaz dans la dérivation à la sortie de la batterie. 1Q, Brûleur suivant l'une quelconque des revendications 4 à 9, dont la chambre de mélange débouche dans une tuyère, caractérisé par une enveloppe métallique réfractaire rapportée sur le col de la tuyère mais isolée thermiquement de celle-ci.