Brevet FR2525326A1 — publié le 19831021

- La présente invention se rapporte à la combustion des gaz et aux brûleurs ayant pour fonction de provoquer et entretenir ladite combustion par mélange du combustible et du comburant. Dans des appareils connus de ce genre, certains sont à air atmosphérique (système VENTURI) ou à air comburant pulsé par un ventilateur: ces dispositifs ont comme inconvénient d'utiliser l'air comme comburant, d'o une perte d'éner- gie notable due au fait que seule, l'oxygène produit la réaction de combustion ( 1/5 me), l'azote, gaz neutre, absorbant une partie notable de l'énergie calo- rifique au cours du processus endothermique de la réaction chimique, et evacue dans les fumées ou plut 8 t, gaz de combustion Cette proposition est mise en re- lief par les différernces de température des flammes hyclrogene-oxygène, soit 3100 () C (par rapport au degré absolu K) et 2600 CK dans le cas hydrogène-air et ce dans la proportion de 1/2,4 par m 3 Si l'on veut connaître le processus de la combustion, il faut en connaître les réactions élémentaires; il ne suf- fit pas d'identifier les réactions chimiques elémentaires S il faut aussi sa- voir la probabilité de réaction des molécules concernées lorsqu'elles vont se rencontrer, car la majorité des collisions ne donneront pas lieu a réaction chimique Les chances de réaction dépendent de la vitesse relative des molé- cules au moment du choc: en général, plus celui-ci est violent, plus la réac- tion a de chance de se produire. La fréquence des rencontres et la vitesse des molécules augmentant avec la température dez gaz, la probabilité de réaction augmente avec cette tempe- rature La présente invention se rapportant à la combustion de l'hydrogène, corps simple ayant pour symbole "H", il apparaît nécessaire d'en rapporter les principaux paramètres: poids atomique " 1 " dans la classification Poids spécifique O 08982 _ Densité O 06948 Viscosité x 6 8 15 3 M t 1 00 O 1 dcm 3 ( 1 litre) 0 08982 - 1 m 3 89 gr 82 Co Efficient de dilatation cubique x o 106 3660 3 Air théorique necessaire à la com- bustion 2 4 / lm 3 Vapeur d'eau 1 PCS = 3 05 (th m-3) Et la réaction chimique de la combustion 2 2 + 2 2 H 20 Danis la présente invention et afin d'éviter la déperdition partielle 2 d'énergie, citée prc 5 cdemment pour l'azote, on injecte dans la flamme du brûleur à gaz d'hydrocarbure ou naturel, et au centre de cette flamme, une émulsion atomis 5 e dc peroxyde d'hydrogène (eau oxygenee) H 2 02, d'eau et d'huile soluble, la flamme du brûleur à gaz étant "l'allumette" destinée à provoquer et entretenir la post-combustion de l'émulsion précitée; la flam- me bleue produite par le gaz, à faible pouvoir radiant, prend une teinte oran- gee, dotée d'un grand pouvoir rayonnant et augmentant ainsi l'efficacité et le renderaent de la combustion, par liberation de l'hydrogène et de l'oxygène contenus dans l'émulsion; le pouvoir calorifique initial du gaz, se trouve donc augmenté par la combustion de l'hydrogène produit; l'eau libérée se transformant en vapeur selon une première variante de réalisation de 1 ' inven- tion Le moyen de mise en pression de l'émulsion est une pompe électrique à engrenage avec clapet de décharge réglable, l'huile soluble de l'émulsion intervenant comme lubrifiant de cette pompe Le brûleur comporte galement un cône destiné à séparer l'émulsion H 2 02 de l'arc électrique de préalluma- ge, ainsi que de la sonde ionique de cbntrûle de la combustion; il comporte aussi un disque en fonte réfractaire en avant du nez ou buse dudit brûleur et réglable longitudinalement, ce disque étant percé de trous tronconiques (tuyères) destinés à-parfaire la dissociation de l'émulsion et à "casser" les molécules de H 2 02 Selon une deuxième variante, le moyen de mise en pression de l'émulsion peut être un raccordement au service d'eau de ville accouplé à un doseur de peroxyde d'hydrogène. Le dispositif selon l'invention permet, en agissant sur le débit de l'émulsion, de régler la température de la flamme et de la maintenir à la chaleur optimum de dissociation des molécules de l'émulsion. Le dessin annexé est une vue en coupe du dispositif, lorsque le moyen de mise sous pression de l'émulsion est une pompe. Tel qu'il est représenté, le dispositif comporte: un carter 1 et un capot 2, une buse 3, une bride de buse 4, une lance à gaz 5 et son injecteur 6, le tube d'arrivée du gaz 8 Centré au milieu de la lance à gaz 5, la tubu- lure ligne de gicleur 9 et son atomiseur (gicleur) 10, alimenté en émulsion H 2 02 par la pompe électrique à engrenage 1 l; les électrodes H T 12 d'allu- mage du mélange gazeux et l'électrode d'ionisation 13 pour le contrôle de la combustion, un cône en 14 qui a pour fonction de protéger l'électrode d'ioni- sation 13 La buse 3 comporte, en avant, le diaphragme en fonte 15, percé des trous alésés 16. Le dispositif objet de l'invention est utilisable sur tous brûleurs a gaz, en permettant d'en aua Denter la puissance d'environ o 5 C + sans frais supplnémentaires d'exploitation appréciables, crâce à la production d'hydrogène et d'oxygène pa-r la dissociation de l'c=ulsion M 202 Les applications sont celles de tous les br leurs à gjaz, dans des con- ditions d'5 conomies et de scurit appr 5 ciables. REVENDI CATIONS I Brûleur a gaz a post-combustion d'une émulsion ae p D Coxyde d'hydrogène atomisée,associée a une pompe électrique a engrenage II,et un atomiseur IO,caractérisé par le fait que la combustionest amorcée par la lance a gaz 5. 2 Brûleur a gaz a post-combustion selon le reven- dication I,caractérisé en ce que le moyen de mi- se en pression de l'émulsion de néroxyde d'hydco- gène,est une pompe a engrenage II. 3 Brûleur a gaz a post-combustion selon la reven- dication 2,caractérisé en ce que la pulvérisation de l'émulsion est assurée par l'atomiseur IO. 4 Brûleur a gaz a post-combustion selon la reven- dication I,caractérisé en ce que la dissociation de l'émulsion de péroxyde d'hydrogè-ne est assurée par le diaphragme en fonte I 5 brûleur a gaz a post-combustion selon la reven- dicatiol 4,caractérisé en ce que le diaphragme 5, est percé de trous alésés. 6 Brûleur a gaz a post-combustion selon la reven- dication 5,caractérisé en ce que les trous alé- sés I 6,sont en formes de tuyères tronconiques. 7 Brûleur a gaz a post-combustion selon la reven dication i,caractérisé en ce que le cône tronqué I 4,protège le fonctionnement de l'arc H T I 2, et l'électrode d'ionisation I 3. 8 Brûleur a gaz a post-combustion selon la reven- dication 7,caractérisé en ce que l'arc H T I 2, enflamme le gaz de pré-combustion de la lance 5.