Brevet FR2463359A1 — publié le 19810220

- 1 - La présente invention concerne un brûleur pour la com- bustion de combustibles pulvérulents comportant un tube d'arrivée d'air interne avec dispositif d'allu- mage monté centriquement, un tube d'arrivée de pous- sier entourant ledit tube d'arrivée d'air interne, un tube d'arrivée d'air externe entourant ledit tube d'arrivée de poussier et comportant une couronne d'aubes de giration axialement déplaçable, disposée à l'entrée d'air, ainsi qu'une embouchure de brûleur s'évasant-tronconiquement en direction du foyer. Pour l'allumage d'une flamme de brûleur, de l'énergie d'allumage est, en règle générale, amenée au mélange consumable d'air et de combustible. Dans les brûleurs circulaires du gernre précité, la préparation et l'a- menée d'énergie d'alltrnage/'effectuent au moyen de brûleurs dits 'brûleurs d'amorçage" marchant à l'huile ou au gaz, l'huile ou le gaz étant enflammés par une étincelle d'amorçage électrique, On utilise l'huile ou le gaz comme véhicules d'énergie d'allumage en raison de leur propension à s'enflammer et de la sta- bilité de leur combustion, laquelle est indispensable en particulier du fait des influences thermiques du foyer. En raison du prix et des réserves disponibles, il est toujours souhaitable d'utiliser, comme combustible d'allumage pour le véhicule d'énergie d'allumage, non pas du gaz naturel ou du pétrole, mais du charbon ou autre combustible solide, en particulier pour les foyers marchant au poussier de charbon -2 - La présente invention s'est donc fixé pour but de ré- aliser un brûleur cour la combustion de combustibles pulvérulents, permettant d'utiliser un combustible solidebomme véhicule d'énergie d'allumage Ce but est atteint, conformément à l'invention, au moyen d'un brûleur du genre précité dans lequel un brûleur d'amorçage fonctionnant au poussier est monté concentriquement dans le tube d'arrivée d'air interne, ledit brûleur d'amorçage se composant d'un tube d'ar- rivée de poussier d'amorçage monté concentriquement autour d'un dispositif d'allumage, et d'un tube d'ar- rivée d'air externe (ou enveloppant) entourant le tube d'arrivée de poussier d'amorçage pour la flamme d'amorçage à poussier et comportant une couronne d'au- bes de giration axialement déplaçable à son entrée d'air et un orifice de sortie s'évasant tronconique- ment. Conformément à l'invention, l'angle de conicité de l'orifice de sortie du breleur d'amorçage à poussier sera au moins égal à celui de l'orifice de sortie du brûleur principal De r.lus, conformément à ''invention, l'orifice de sortie du brûleur d'amorçage à poussier se terminera avant le début de la partie tronconique évasée. Conformément à une autre idée de l'invention, le dis- positif d'allumage du brûleur d'amorçage sera action- né au moyen de gaz et d'électricité, ou au moyen d'huile et d'électricité, ou uniquement à l'électri- cité. -3 - En outre, conformément à l'invention, dés conduits d'alimentation séparés, avec régulateurs d'air, seront prévus pour l'air externe (ou enveloppant) du brûleur d'amorçage à pouscier et du brûleur principal, les deux conduits d'air étant en communication avec le conduit général d'arrivée d'air du brûleur principal Le montage du brûleur d'amorçage dans le conduit d'air interne du brûleur principal permet, conformément à l'invention, l'utilisation simultanée du conduit d'air externe du brûleur d'amorçage comme conduit d'air in- terne du brûleur principal-. Bien qu'une flamme à poussier présente une plus gran- de inertie que les flammes à gaz ou à huile utilisées jusqu'ici, il sera possible de tenir comrote de cette particularité par une conformation adéquate du brû- leur. L'expérience a démontré qu'on pouvait corriger la ré- ticence relative d'une flamme d'amorçage à poussier à s'enflammer et les difficultés d'allumage qui en découlent en conformant le brûleur d'amorçage selon les mêmes principes que le brûleur principal. Ce brûleur prendra donc, conformément au procédé de l'invention, la forme de flammes d'amorçage à pous- sier dans un brûleur circulaire L'invention est décrite ci-après en détail en se ré- férant à un exemple préféré, non limitatif, de réali- sation représenté sur le dessin annexé dont la figure unique est une coupe axiale d'un brûleur circulaire à poussier de charbon, de construction connue, dans - 4 - l'axe duquel est disposé un brûleur d'amorçage selon l'invention. Le brûleur circulaire représenté, fonctionnant au poussier de charbon, se compose d'un tube central 1 d'arrivée d'air de combustion de la partie interne de la flamme, dans lequel est monté le brûleur d'amor- çage fonctionnant également au poussier de charbon. Ce brûleur d'amorçage à poussier se compose d'un tube à -oussier d'amorçage 3 entourant concentriquement un tube d'amorçage 2; le tube à poussier 3 lui-même est d'arrivée constitué par un tube/d'air externe 4 dont l'entrée d'air porte une couronne d'aubes de giration 5, axia- lement mobile, et dont la sortie d'air 6 s'évase tron- cor.iquement. algré l'identité de conformation.du brûleur d'amorçage et du brûleur principal, ces deux brûleurs présentent les différences nécessaires de construction et de fonctionnement spécifiques du pro- cédé. Les différences de construction résident dans la con- formation de la sortie tronconique 6 du brûleur d'a- morçagedont l'angle de conicité est en général plus grand que. l'angle de conicité de l'orifice 7 du brû- leur principal. En outre, le rapport de la longueur axiale du cône de sortie au diamètre du tube d'air externe (qui est de 0,75 à 1,5) est plus grand que celui du brûleur principal (qui est de 0,4). En outre le brûleur d'amorçage ne comporte pas de tube d'arri- vée d'air interne en vue de la réalisation d'un mé- lange gras, donc mieux disposé à s'enflammer, d'air et de poussier. Une autre différence de construction -5 - est qu'après sa sortie du cane 6 du brûleur d'amorçage la flamme d'amorçage à poussier, contrairement à la flamme du brûleur principal, sera protégée contre une perte calorifique excessive par le cône 7 du brûleur principal, ce qui influence favorablement la propen- sion à s'enflammer et la stabilité de l'amorçage. Une caractéristique de construction spécifique du pro- cédé doit en outre être recherchée dans le fait que le courant d'air de combustion de la flamme d'amorçage à poussier est amené au brûleur d'amorçage par le con- duit d'air interne du brûleur principal et peut être réglé par un organe régulateur séparé, indépendamment du courant d'air externe du brûleur principal. Les différences de fonctionnement du brûleur d'amor- çage par rapport au brûleur principal consistent en ce que, pour améliorer la propension à l'inflammation, le rapport pondérai de l'air véhiculaire au poussier du brûleur d'amorçage (compris entre 0,5 et 1) est nettement inférieur à celui du brûleur principal (com- pris entre 1,5 et 2). En outre, la flamme d'amorçage à poussier fonctionne avec un indice d'air ( A = 0,8 à 1) inférieur à celui de la flamme du brûleur prin- cipal ( A = 1,1 à 1,3) en vue de maintenir le mélange d'air et de poussier de la flamme d'amorçage dans un domaine de mélange gras donc mieux disposé à s'enflam- mer. De plus, l'air de combustion du brûleur princi- pal comporte des composantes de vitesse de l'air dif- férentes; c'est ainsi que la composante axiale de vitesse de l'air du brûleur d'amorçage sera plus pe- tite que celle du brûleur principal de façon à allon- ger le temps de séjour des particules de poussier -6 - combustible dans la zone d'amorçage et par conséquent à améliorer la stabilité de l'allumage. Par contre, la composante tangentielle de vitesse de l'air, ré- glable au moyen de la couronne d'aubes de giration 5, est plus grande que celle du brûleur principal de fa- çon à garantir que le vecteur de vitesse d'air de com- - bustion résultant, qui commande la turbulence donc le processus de mélange, soit toujours maintenu à une valeur optimale. En outre, dans certains cas particuliers, le mode de fonctionnement du brûleur d'amorçage pourra se diffé- rencier de celui du brûleur principal par le fait - qu'il fonctionnera avec un poussier combustible se distinguant du combustible principal par sa granulo- métrie et/ou sa consistance si cela est nécessaire à la fiabilité de l'amorçage et à la stabilité de l'al- lumage. De son ctté, le brûleur principal se compose, outre un tube d'arrivée d'air interne 1 à admission d'air réglable 8, d'un tube d'air véhiculaire de poussier 9 coaxial au premier, raccordé par une chambre de ré- partition de poussier 10 au conduit d'alimentation en poussier 11. Un tube d'air externe 12, monté co- axialement au tube d'air véhiculaire de poussier 9, est raccordé, par des obturateurs 13, au conduit d'air principal 14. Une couronne d'aubes de giration 15, traversée axialement par l'air externe, peut être dé- placée axialement au moyen de broches 16 et d'une ma- nivelle 17. Le conduit d'air externe 18 est raccordé au foyer par l'orifice de sortie, tronconiquement é- vasé, 7 du brûleur principal. La couronne d'aubes -7 - de giration 15 et l'orifice de sortie tronconique 7 du brûleur garantissent, comme on sait, la formation d'une zone de courant inverse favorisant l'amorçage du brûleur principal. L'orifice de sortie 7 du brû- leur principal sera fait, par exemple, d'une masse céramique et placé dans une corbeille tubulaire 19 faite des tubes constituant la paroi tubulaire du foyer -8- REVENDICATIONS 1. Brûleur pour la combustion de combustibles pulvé- rulents comportant un tube d'arrivée d'air interne avec dispositif d'allumage monté centriquement, un tube d'arrivée de poussier entourant ledit tube d'arrivée d'air interne, un tube d'arrivée d'air externe entourant ledit tube d'arrivée de poussier et comportant une couronne d'aubes de giration axialement déplaçable, disposée à l'entrée d'air, ainsi qu'une embouchure de brûleur s'évasant tronconiauement en direction du foyer, caractérisé en ce qu'un brûleur d'amorçage fonctionnant au poussier est monté concentriquement dans le tube d'arrivée d'air interne (1), ledit brûleur d'amor- çage se composant d'un tube d'arrivée de poussier d'amorçage (3) monté concentriquement autour d'un dispositif d'allumage (2), et d'un tube d'arrivée d'air externe (4) entourant le tube d'arrivée de poussier d'amorçage pour la flamme d'amorçage à poussier et comportant une couronne d'aubes de giration (5) axialement déplaçable à son entrée d'air et un orifice de sortie (6) s'évasant tron- coniquement. 2. Brûleur selon la Revendication 1, caractérisé en ce que l'angle de conicité de l'orifice-de sortie (6) du brûleur d'amorçage à poussier est au moins égal â celui de l'orifice de sortie du brûleur principal. -9- 3. BrCleur selon les Revendications 1 et 2, caracté- risé en ce que l'orifice de sortie (6) du brûleur d'amorçage à poussier se termine avant le début de la partie tronconique évasée. 4. Brtleur selon les Revendications 1, 2 et 3, carac- térisé en ce que le dispositif d'allumage du bra- leur d'amorçage est actionné au moyen de gaz et d'électricité, ou au moyen d'huile et d'électrici- té, ou uniquement à l'électricité. 5. Brtleur selon les Revendications 1, 2, 3 et 4, caractérisé en ce que des conduits d'air séparés, avec régulateurs d'air, sont prévus pour l'air externe du brûleur d'amorçage à poussier et du brûleur principal, les deux conduits d'air étant en communication avec le conduit général d'arrivée d'air du brûleur principal o 6. Braleur selon les Revendications 1, 2, 3, 4 et 5, caractérisé en ce que le conduit d'air externe du brûleur d'amorçage constitue simultanément le con- duit d'air interne du brûleur principal. 7. Brûleur selon les Revendications 1, 2, 3, 4P 5 et 6, caractérisé en ce que le rapport de la longueur axiale du cane de sortie du brûleur d'amorçage au diamètre de son tube d'air externe (0,75 à 1,5) est plus grand que celui du brûleur principal (0,4)