Brevet FR2375546A1 — publié le 19780721

La présente invention est relative aux brûleurs industriels aptes à être alimentés simultanément en liquide et en gaz, l'un au moins de ces deux fluides étant un combustible. Elle concerne plus particulièrement de tels brûleurs aptes à être alimentés simultanément par du fuel liquide et un gaz combustible (tel que gaz naturel, gaz d'éclairage, propane, butane) en proportions variables réglables. Elle au plus particulièrement encore-pour objet un tel brûleur industriel mixte dont onpeut facilement modifier la puissance calorifique,soit manuellement, soit automatiquement en fonction des besoins. Un brûleur-selon.l "invention est caractérisé par le fait qu'il comprend en combinaison : - un co-rps tubulaire avec, a sa partie arrière, une première entrée pour un gaz de pulvérisation (notamment un gaz combustible) sous pression et une seconde entrée pour un liquide (notamment du fuel), ce corps se terminant å-so-n extrémité avant par un orifice central; - un piston tubulaire disposé coaxialement audit corps et apte à se déplacer à l'intérieur de la partie arrière dudit corps, l'alésage du piston étant terminé à sa partie arrière par. une entrée pour un liquide communiquant avec ladite entrée pour un liquide prévue dans le corps;; - un pointeau disposé coaxialement audit corps et apte à coulisser à l'intérieur de la partie avant dudit corps dans lue prolongement dudit piston tubulaire et se terminant par une pointe conique apte à traverser ledit orifice central afin de lssob- turer plus ou moins en laissant un passage annulaire de dimen sî9n réglable; - des moyens élastiques pour solliciter la face arrière dudit pointeau contre la face avant dudit piston tubulaire; - et des moyens pour assurer, en amont dudit passage annulaire de dimension réglable, la pulvérisation du liquide-ayant traversé le piston par le gaz sous pression ayant traversé un passage annulaire autour du piston et du pointeau. Le brûleur selon 11 invention peut comporter une ou plusieurs des caractéristiques supplémentaires suvantes : - le corps tubuIaireest- réalisé en trois parties principales, savoir uncorpsproprement dit, un nez se vissant sur le corps proprement dit et un diffuseur pour Te liquide, le nez portant à son extrémité avant une plaque ou pastille dans laquelle est ménagé ledit orifice central, tandis que les ouvertures pour le gaz et pour un liquide sont portées par le corps proprement dit et le diffuseur respectivement;; - le piston tubulaire peut tourner à l'intérieur de la partie arrière du corps, tandis que le pointeau peut coulisser à l'intérieur de la partie avant du corps, une came portée par le piston ou le noyau assurant la conversion du mouvement rotatif du piston en un mouvement de coulissement du pointeau sollicité en permanence par lesdits moyens élastiques contre le piston; - lesdits moyens pour assurer la pulvérisation sont constitués par des canaux disposés en couronne autour du pointeau juste derrière la pointe conique de celui-ci et par des canaux disposes autour de ceux-ci et portés par la partie avant du corps, notamment le diffuseur de celui-ci. L'invention pourra, de toute façon, être bien comprise à l'aide du complément de description qui suit, ainsi que des des sins ci-annexés, lesquels complément et dessins sont, bien entendu, donnés surtout à titre d'indication. La figure 1 est une vue en coupe longitudinale d'un mode de réalisation préféré d'un brûleur selon l'invention. La figure 2 est une coupe par Il-Il de la figure 1. Selon l'invention et plus spécialement selon celui de ses modes d'application, ainsi que selon ceux des modes de réalisation de ses diverses parties, auxquels il semble qu'il y ait lieu d'accorder la préférence, se proposant, par-exemple, de réaliser un brûleur mixte pour liquide et gaz, notamment pour fuel et gaz combustible, on s'y prend comme suit ou d'une manière analogue. Dans le texte on appelle avant ou aval les parties du côté de la flamme et arrière ou amont les parties situées du côté opposé, c'est-à-dire du côté de ltalimentation en liquide et en gaz. Le brûleur comporte d'abord un corps tubulaire 1 constitué de préférence en trois parties, savoir un corps proprement dit la, un nez lb, vissé en 2 sur le corps proprement dit la, et un distributeur lc pour le liquid~fixé par des vis 3 (par exemple trois vis 3) contre la face arrière ou fond 4 du corps proprement dit la. Le corps proprement dit la comporte une ouverture latérale 5, pour l'entrée du gaz (qui peut être soit de ltair de pulvérisation, soit un gaz combustible tel que gaz naturel, gaz d'éclairage, propane, butane, par exemple), de préférence taraudée pour la fixation de l'extrémité aval d'un tuyau (non représenté) fileté extérieurement dont l'extrémité amont est reliée àunesource de gaz sous pression, tandis que le distributeur îc comporte une ouverture latérale 6 pour le liquide (qui peut être soit du fuel, soit un liquide combustible à bas pouvoir calorifique soit un liquide pollué dont on veut se débarrasser), de préférence également taraudée pour la fixation de l'extrémité aval d'une canalisation (non représentée) dont l'extrémité amont est reliée à une source de liquide sous pression, l'ouverture 6 (pour le liquide) ayant un diamètre inférieur à celui de ltouverture 5 (pour le gaz). Quant au nez lb, il comporte à son extrémité avant 7 une plaque ou pastille 8 constituant un opercule percé d'une ouverture centrale 9 de forme tronconique, la partie de plus petit diamètre étant vers l'avant ou aval. Le corps I comporte,vers l'avant, une zone centrale 10 qui est ouverte en Il à l'-arrière et porte à l'avant un diffuseur 12 pour le gaz, fixé par des vis 12a (par exemple trois vis 12a). La partie avant de ce diffuseur 12 qui est représentée en coupe sur la figure 2, comporte une couronne de canaux inclinés 14 pour réaliser, avec les canaux radiaux 13 qu'on retrouvera ci-dessous, la pulvérisation du liquide (notamment du fuel) arrivant, comme illustré par les flèches -f, par le-gaz (notamment le gaz combustible) arrivant1 comme-illustré par les flèches F. Les canaux 14 ont avantageusement le tracé illustré sur la figure 2. L'intérieur des' éléments tubulaires la, lb, ic, 10 et 12 est occupé en partie par un piston tubulaire 15 et un pointeau 16. Le piston tubulaire 15 peut tourner à l'intérieur des éléments tubulaires 10, la et îc (grâce à trois joints toriques i7, 18, 19i respectivement, qui assurent l'étanchéité au gaz et au liquide) sous l'action d'un organe de commande manuel ou automatique agissant sur son extrémité arrière 20 de section carrée pour assurer l'entrainement en rotation. Vers l'arrière, ce piston comporte un alésage transversal 21 qui communique avec l'ouverture taraudée 6 du distributeur de liquide lc, ce qui permet au liquide de pénétrer à l'intérieur de l'alésage axial 22 du piston. Vers l'avant le piston 15 est terminé par une came creuse 23, dont l'angle de rotation utile est inférieur à 360" (il peut être par exemple d'environ 2700), qui coopère avec l'extrémité arrière ou queue 24 du pointeau 16 de manière à transformer la rotation du piston 15 en mouvement de translation axiale du pointeau 16, le ressort 25 logé dans les éléments annulaires 12 et 10, entre un épaulement 26 du diffuseur 12 et un épanouissement 27 (percé d'un canal annulaire 28 pour le passage du liquide), appliquant en permanence la queue 24 contre la came 23. L'épanouissement 27 comporte une rainure 27a dans laquelle pénètre une vis 27b de guidage, pour permettre au pointeau 16 de coulisser axialement sans tourner. Le pointeau 16 se termine vers l'avant par une pointe conique 29 qui peut obturer plus ou moins-l'ouverture9de manière à laisser un passage annulaire plus ou moins grand pour le mélange liquide-gaz (notamment fuel-gaz combustible) suivant la position axiale du pointeau 16 et donc la position angulaire du piston 15. Derrière la pointe 29 se trouvent un épaulement 30 avec la couronne de canaux 13 précités. Le fonctionnement du brûleur mixte qui vient d'être décrit est le suivant. Le liquide (notamment le fuel) arrive par l'ouverture 6 et suit le parcours indiqué par les flèche- f, tandis que le gaz (notamment combustible) sous pression moyenne arrive par l'ou- verture 5 et suit le parcours indiqué par les flèches F. Dans le diffuseur 12 et l'épaulement 30 le liquide est pulvérisé par le gaz sous pression grâce aux canaux 13 et 14. Le mélange pulvérisé gaz-liquide sort par l'orifice annulaire entre le cône 29 et l'ouverture tronconique 9, orifice réglable par la rotation du piston 15 soit au moyen d'un volant de commande fixé sur son extrémité arrière/, soit au moyen d'un servo-moteur assurant un contrôle -automatique, étant donné que cette rotation fait coulisser le pointeau 16 pour obturer plus ou moins l'ouverture 9. Le brûleur peut fonctionner - soit sur foyer -en dépression et dans ce cas l'air comburant est aspiré (air induit), comme indiqué par les flèches G; - soit sur foyer en pression et dans ce cas le brûleur est disposé dans une gaine (non représentée) canalisant l'air fourni par un ventilateur à la pression ordinaire, également comme indiqué par les flèches G. L'allumage électrique deXla flamme (gaz-fuel, par exemple, dans air) et le contrôle de celle-ci sont réalisé-s à la manière connue. En amont du brûleur il est-nécessaire et suffisant de disposer 1) de liquide (notamment de fuel) sous une pression réglable entre 0,2 et 0,6 bar, qui peut~être obtenue - soit avec une pompe et un régulateur de pression, - soit par un réservoir auxiliaire sous pression d'air, permettant éventuellement le rechauffage dans le cas de fuel lourd ou de liquide à viscosité élevée; 2) de gaz sous une pression, réglable entre 0,2 et 0,6 bar, qui peut être obtenue - dans le cas d'air de pulvérisation, au moyen d'un sur presseur, - dans le cas de gaz naturel,par détente du réseau de distribution, - dans le cas de propane naturel,par détente du réseau de distribution, - dans le cas de butane, par un vaporiseur et un déten deur habituels; ; 3) d'un appareillage de contrôle comprenant essentiellement : - deux manomètres (un pour le liquide etun pour le gaz), - deux débitmètrès instantanés permettant de suivre les variations de rapport liquide-gaz, - un dispositif de contrôle dé flamme. Comme il va de soi et comme il résulte d'ailleurs déjà de ce qui précède, l'invention ne se limite nullement à ceux de ses modes d'application et de réalisation quint été plus spécialement envisagés; elle en embrasse, au contraire, toutes les variantes. REVENDICATIONS 1. Brûleur industriel apte à être alimenté simultanément en liquide et en gaz, notamment en fuel et en gaz combustible, caractérisé par le fait qu'il comprend en combinaison : un corps tubulaire avec, à sa partie-arrière, une première entrée pour un gaz de pulvérisation (notamment un gaz combustible) sous pression et une seconde entrée pour un liquide (notamment du fuel), ce corps se terminant à son extrémité avant par un orifice central; un piston tubulaire disposé coaxialement audit corps et apte à se déplacer à l'intérieur de la partie arrière dudit corps, l'alésage du piston étant terminé à sa partie arrière par une entrée pour un liquide communiquant avec ladite entrée pour un liquide prévue dans le corps; un pointeau disposé coaxialement audit corps et apte à coulisser à l'intérieur de la partie avant dudit corps dans le prolongement dudit piston tubulaire et se terminant par une pointe conique apte à traverser ledit orifice central afin de l'obturer plus ou moins en laissant un passage annulaire de dimension réglable; des moyens élastiques pour solliciter la face arrière dudit pointeau contre la face avant dudit piston tubulaire; et des moyens pour assurer, en amont dudit passage annulaire de dimension réglable, la pulvérisation du liquide ayant traversé le piston par le gaz sous pression ayant traversé un passage annulaire autour du piston et du pointeau. 2. Brûleur selon la revendication 1, caractérisé par le fait que le corps tubulaire est réalisé en trois parties principales, savoir un corps proprement dit, un nez se'vissant sur le corps proprement dit et un diffuseur pour le liquide, le nez portant à son extrémité avant une plaque ou pastille dans laquelle est ménagé ledit orifice central, tandis que les ouvertures pour le gaz et pour un liquide sont portées par le corps proprement dit et le diffuseur respectivement. 3. Brûleur selon la revendication 1 ou 2, caractérisé par le fait que le piston tubulaire peut tourner à l'intérieur de la partie arrière du- corps, tandis que le pointeau peut coulisser à l'intérieur de la partie avant du corps, une came portée par le piston ou le noyau assurant la conversion du mouvement rotatif u piston en un mouvement de coulissement du pointeau solli cité"en permanence par lesdits moyens élastiques contre le piston. 4. Brûleur selon la revendication 1, 2 ou 3, caractérisé par le fait que lesditsmoyen-s pour assurer la pulvérisation sont constitués par des canaux disposés en couronne autour du pointeau juste-derrière la pointe conique de celui-ci et par des canaux disposés autour de ceux-ci et portes par la partie avant du corps, notamment le diffuseur de celui-ci. 5. Brûleur selon la reven-dication 4, caractérisé par le fait que les canaux disposés autour du pointeau sont radiaux, tandis que les canaux portes. par la partie avant du corps7 notamment le diffuseur de celui-ci, sont inclinés. 6. Brûleur selon l'une queIconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait que lesdits moyens élastiques sont constitués par un ressort disposé dans ledit corps autour dudit pointeau et venant s'appuyer sur un épaulement du pointeau, ledit épaulement étant percé d'un passage-annulaire. 7. Brûleur selon la revendication 5, caractérisé par le fait que les anneaux inclinés portés par-la partie avant du corps, notamment le diffuseur de celui-ci, ont la forme représentée sur la figure 2.